DE10121294A1 - Druckausgeglichene hydraulische Unterwasserkupplung - Google Patents

Druckausgeglichene hydraulische Unterwasserkupplung

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Abstract

Eine hydraulische Unterwasserkupplung ist druckausgeglichen, um diejenigen Kräfte zu verringern, welche während des Kuppelns oder Lösens der Kupplung die Kupplungselemente tendenziell auseinander zwingen. Es wird ein Dichtungshalter verwendet, der einen L-förmigen Fluidkanal hat, um zwischen dem radialen Fluidkanal im Einsteckelement und dem Längsfluidkanal im Aufnahmeelement der Kupplung eine Fluidkommunikation zu schaffen. Der Dichtungshalter hält eine oder mehrere Radialdichtungen im Aufnahmeelement bei Lösen des Einsteckkupplungselementes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen hydrauli­ sche Kupplungen und insbesondere hydraulische Kupplungen, die bei Unterwasserbohrungen und Produktionsanlagen verwen­ det werden. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine druck­ ausgeglichene hydraulische Kupplung, bei der Radialkanäle vorgesehen sind, damit die Kupplung verbunden oder gelöst werden kann, ohne daß ein wesentlicher Fluiddruck in axia­ ler Richtung auf die Stirnfläche des Einsteckelementes aus­ geübt wird.
Hydraulische Unterwasserkupplungen sind seit langem be­ kannt. Die Kupplungen bestehen im allgemeinen aus einem Einsteckelement und einem Aufnahmeelement mit abgedichteten Fluiddurchgangswegen, die zwischen beiden eine Verbindung schaffen. Das Aufnahmeelement hat im allgemeinen einen zy­ lindrischen Körper mit einer Längsbohrung mit einem relativ großen Durchmesser an dessen einem Ende und einer Längsboh­ rung mit einem relativ kleinen Durchmesser an dessen ande­ rem Ende. Die kleine Bohrung erleichtert Anschlüsse an Hy­ draulikleitungen, während die große Bohrung das Einsteck­ element der Kupplung abdichtet und mit diesem verschiebbar zusammenwirkt. Das Einsteckelement hat einen zylindrischen Teil, der an einem Ende einen Außendurchmesser hat, der un­ gefähr leicht dem Durchmesser der großen Bohrung in dem Aufnahmeelement der Kupplung ist. Das Einsteckelement hat auch an seinem anderen Ende einen Anschluß, um das An­ schließen von Hydraulikleitungen zu erleichtern. Wenn der zylindrische Teil des Einsteckelementes in die große Boh­ rung des Aufnahmeelementes eingesetzt ist, wird gemäß ver­ schiedenen Ausführungsformen der Vorrichtung ein Fluidstrom zwischen dem Einsteckelement und dem Aufnahmeelement er­ richtet.
Bei der Verwendung der Hydraulikkupplungen in Systemen mit relativ hohem Druck treten infolge der hohen Axialkräfte, mit welchen das Einsteckelement und das Aufnahmeelement während des Kupplungsvorgangs und während ihres Gebrauchs beaufschlagt werden, Probleme auf. Bei solchen Kupplungen ist es notwendig, daß die Fluidkraft, welche gegen die Stirnfläche des Einsteck- oder Aufnahmeelementes gerichtet ist, überwunden wird, bevor die Fluidkommunikation zwischen den Elementen errichtet wird. In einem System mit relativ hohem Druck können die hohen Kräfte, mit welchen die Ven­ tilelemente beaufschlagt sind, die Verbindung der Kupp­ lungselemente schwierig machen. Auch während des Gebrauchs wird zwischen den Einsteck- und Aufnahmeelementen ein Fluiddruck dergestalt ausgeübt, daß die Tendenz besteht, die Elemente zu trennen. Die Kraft, welche zum Verbinden der Elemente notwendig ist, und die daraus resultierende Tendenz zur Trennung der Kupplungselemente sind charakteri­ stische Probleme beim Stand der Technik. Hochdrucksysteme und Unterwasserausrüstungen zeigen auch Probleme bezüglich der Abdichtung der Verbindung zwischen den Einsteck- und Aufnahmeelementen.
Idealerweise sollten hydraulische Kupplungen soweit als möglich druckausgeglichen sein, so daß der Fluiddruck nicht die Verbindung behindert oder eine Trennung der Elemente erzwingt. Die Kupplungselemente haben häufig Ventile, die beim Kuppeln automatisch öffnen und beim Lösen der Kupplung automatisch schließen. Die Kupplungen sollten auch eine Im­ plosion der Dichtungen infolge eines Vakuums beim Trennen der Kupplungselemente verhindern. Zusätzlich sollten Dich­ tungen verwendet werden, die sowohl hohen Drucken als auch der korrosiven Wirkung der Unterwasserumgebung und sonsti­ ger nachteiliger Umgebung widerstehen können, um einen Ver­ lust an Hydraulikfluid während des Kuppelns oder Lösens der Kupplung zu verhindern.
In den US-PSen 4,694,859 und 5,762,106 von Robert E. Smith III, übertragen auf National Coupling Company, Inc., sind hydraulische Unterwasserkupplungen mit radialen Metalldich­ tungen gezeigt. Die radiale Metalldichtung ist an der Schulter im Aufnahmeelement gehalten. Die Dichtung ist mit Druck gespeist, um gegenüber dem Umfang des Einsteckelemen­ tes und dem Aufnahmeelement radial abzudichten. In der US- PS 4,754,780 von Robert E. Smith III ist eine druckausge­ glichene hydraulische Kupplung gezeigt, die radiale Kanäle hat, welche zwischen den Einsteck- und Aufnahmeelementen eine Verbindung herstellen, so daß der Hydraulikfluidstrom im wesentlichen in radialer Richtung verläuft und nicht ge­ gen die Stirnfläche eines der Elemente gerichtet ist. In den druckausgeglichenen Hydraulikkupplungen gemäß der US-PSen 4,832,080, 5,099,882, 5,203,374 und 5,277,225 sind hy­ draulische Unterwasserkupplungen mit Radialkanälen für die Fluidverbindung zum Druckausgleich der Kupplungen gezeigt. Im einzelnen offenbart die US-PS 4,832,080 von Robert E. Smith III eine druckausgeglichene hydraulische Kupplung mit Metalldichtungen, die dazu verwendet werden, den Ringraum zwischen den gekuppelten Einsteck- und Aufnahmeelementen abzudichten. Die Metalldichtungen können in Antwort auf den Fluiddruck in der Kupplung mit Druck gespeist sein, um den Dichteffekt zu erhöhen. Die US-PSen 4,900,071 und 5,052,439 von Robert E. Smith III offenbaren hydraulische Unterwas­ serkupplungen mit zweistückigen Haltern, bestehend aus ei­ nem zylindrischen Halterhülsenelement, das verschiebbar in der Bohrung des Aufnahmeelementes aufgenommen ist, und ei­ nem mit Gewinde versehenen Haltersperrelement, das in die Wand der zentralen Bohrung eingeschraubt ist. Eine elasto­ mere Dichtung wird gegenüber radialer Bewegung durch eine Schwalbenschwanzpassung mit einer passenden Schulter an der Halterhülse und/oder dem Haltersperrelement gehindert. Die US-PS 5,099,882 von Robert E. Smith III offenbart eine druckausgeglichene Hydraulikkupplung mit Radialkanälen in den Einsteck- und Aufnahmeelementen, einem ersten Paar ra­ dialer Dichtungen, die an jeder Seite der Radialkanäle po­ sitioniert sind, um zwischen der Aufnahmekammer und dem Dichtungshalter abzudichten, und einem zweiten Paar von ra­ dialen Dichtungen, die an jeder Seite der Radialkanäle po­ sitioniert sind, um zwischen dem Dichtungshalter und dem Einsteckelement abzudichten. Die Dichtungen sind vorzugs­ weise druckgespeiste Metalldichtungen.
In letzter Zeit sind hydraulische Systeme, von denen hy­ draulische Unterwasserkupplungen ein Teil sind, für die Verwendung in größeren Wassertiefen, wo die Unterwasser­ drucke höher sind, notwendig geworden. Bei Anwendungen im tiefen Wasser werden ferngesteuerte Fahrzeuge (ROVs) fast ausschließlich dazu verwendet, die hydraulischen Unterwas­ serkupplungsbaugruppen zu verbinden, zu lösen und zu manö­ vrieren. Typischerweise sind 20 oder mehr Kupplungselemente an einer Verteilerplatte befestigt, welche ein ROV positio­ niert und mit den gegenüberliegenden Kupplungselementen verbindet. Bei Anwendungen im tiefen Wasser, wo ROVs ver­ wendet werden, ist es wünschenswert, die Größe und das Ge­ wicht der hydraulischen Unterwasserkupplungselemente zu verringern. Eine Verringerung der Kupplungsgröße und des Kupplungsgewichtes ist wünschenswert, so daß die ROVs die Kupplungselemente und Verteilerplatten, an welchen die Kupplungselemente sitzen, besser positionieren, verbinden und lösen kann. Demgemäß wird eine leichtere, kompaktere hydraulische Unterwasserkupplung, die druckausgeglichen ist, für die Verwendung bei Unterwasseranwendungen in tie­ fem Wasser benötigt.
Die vorliegende Erfindung beruht auf einer hydraulischen Unterwasserkupplung der vorstehend beschriebenen Bauart mit Einsteckelementen und Aufnahmeelementen zur Schaffung einer Fluidkommunikation zwischen beiden mit radialen Fluidkanä­ len, die so zueinander positioniert sind, daß die Kupp­ lungselemente, ohne daß ein wesentlicher Fluiddruck auf die Stirnfläche des Einsteckelementes in axialer Richtung aus­ geübt wird, verbunden oder gelöst werden können. Die radia­ len Fluidkanäle sind zueinander so positioniert, daß Trenn­ kräfte zwischen dem Einsteckelement und dem Aufnahmeelement im wesentlichen verhindert werden, wenn die Kanäle durch Fluid unter Druck stehen. Ein Dichtungshalter, der in die Aufnahmekammer des Aufnahmeelementes eingesetzt ist und mit einem Haltersperrelement an Ort und Stelle gehalten wird, hat einen Radialkanal und einen Längskanal, damit dadurch Hydraulikfluid fließen kann. Der Längsfluidkanal im Halter ist so positioniert, daß er an den Längsströmungskanal im Körper des Aufnahmeelementes anschließt und mit diesem Ele­ ment eine Fluidverbindung schafft. Die Konfiguration der Strömungskanäle in dem Halter läßt eine Verringerung des Außendurchmessers des Aufnahmeelementkörpers zu und dadurch können die Größe und das Gewicht des Aufnahmekupplungsele­ mentes verringert werden.
Die folgenden Figuren bilden einen Teil der vorliegenden Beschreibung und sind zur weiteren Demonstrierung gewisser Aspekte der vorliegenden Erfindung enthalten. Unter Bezug­ nahme auf eine oder mehrere dieser Figuren in Verbindung mit der detaillierten Beschreibung der hier vorgestellten spezifischen Ausführungsformen kann die Erfindung besser verständlich werden.
Fig. 1 zeigt das Einsteckelement und das Aufnahmeelement der Kupplung gemäß einer ersten Ausführungsform im Schnitt, wobei das Einsteckelement teilweise in das Aufnahmeelement eingesetzt ist; und
Fig. 2 zeigt das Einsteckelement vollständig in das Aufnah­ meelement der Kupplung gemäß der ersten Ausführungs­ form eingesetzt, im Schnitt.
In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform der hy­ draulischen Unterwasserkupplung gemäß der vorliegenden Er­ findung gezeigt. Die Kupplung besteht aus dem Einsteckele­ ment 10, dem Aufnahmeelement 20, dem Halter 30 und dem Hal­ tersperrelement 40. Der Halter ist in die Aufnahmekammer 39 des Aufnahmeelementes eingesetzt und an Ort und Stelle durch das Haltersperrelement 40 gehalten. Wenn das Ein­ steckelement 10 durch den Halter in die Bohrung 38 des Auf­ nahmeelementes eingesetzt wird, lassen die radialen Fluid­ kanäle eine Fluidkommunikation zwischen dem Einsteckelement und dem Aufnahmeelement zu. Die Fluidkommunikation wird er­ richtet, ohne daß ein signifikanter Druck auf die Stirnflä­ che des Einsteckelementes während oder nach dem Einsetzen ausgeübt wird. Die Fluidkommunikation zwischen den Ein­ steck- und Aufnahmeelementen wird über einen Radialkanal im Einsteckelement, einem L-förmigen Kanal im Halter und einem Längskanal 52 und einem Radialkanal 66 im Körper des Auf­ nahmeelementes errichtet.
Das Einsteckelement 10 hat einen Halter 31, einen Flansch 42 und eine Sonde 16. Der Halter des Einsteckelementes kann bei 41 an einer Verteilerplatte festgeschraubt sein. Das Einsteckelement und das Aufnahmeelement sind üblicherweise mit einander gegenüberliegenden Platten eines Verteilers verbunden und sind durch Schraubbolzen oder hydraulische Elemente, die an den Platten befestigt sind, zusammengehal­ ten. Das Einsteckelement ist im allgemeinen an einer Platte 26 befestigt, während das Aufnahmeelement an einer gegen­ überliegenden Platte 24 befestigt ist, so daß es dem Ein­ steckelement gegenüberliegt und mit diesem fluchtet. Der Halter 80 des Aufnahmeelementes kann bei 81 in die Platte 24 eingeschraubt sein. Der Halter 80 kann auch mit einem Innengewinde 76 versehen sein, damit Hydraulikleitungen an­ geschlossen werden können. Ähnlich ist der Halter 31 des Einsteckelementes mit einem Gewinde 21 versehen, um eine Verbindung mit Hydraulikleitungen zu schaffen. Die Ein­ steck- und Aufnahmeelemente können an Verteilerplatten un­ ter Verwendung unterschiedlicher Mittel, wie beispielsweise Stellschrauben oder Gewinden, befestigt sein. Techniken für die Befestigung der Elemente an solchen Verteilerplatten sind dem Fachmann allgemein bekannt.
Die Sonde 16 des Einsteckelementes hat eine zylindrische Bohrung 32, die sich durch das Element erstreckt. In der zentralen Bohrung des Einsteckelementes kann ein Tellerven­ til 25 enthalten sein. Der Ventilstößel 65 wird dazu ver­ wendet, das Ventil des Einsteckelementes in die offene Po­ sition zu zwängen, nachdem der Ventilstößel den entspre­ chenden Ventilstößel 64 des Aufnahmeelementes berührt. Das Ventil 25 ist durch die Ventilfeder 71 in der Bohrung des Aufnahmeelementes in die geschlossene Position vorgespannt. Die Ventilfeder ist mit einem Federkragen 47 verankert, der in der Bohrung durch einen Sprengring 46 an Ort und Stelle gehalten ist. Die Sonde hat eine Sondenwand oder einen Au­ ßenumfang 45, der an der Stirnfläche 28 endet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform steht eine elastomere oder me­ tallringförmige Dichtung 23 mit dem Außenumfang des Ven­ tilstößels 65 im Eingriff. Die Dichtung 23 wird in der Nähe der Stirnfläche des Einsteckelementes durch eine Mutter 63 an Ort und Stelle gehalten, die in den Sondenabschnitt 16 in der Nähe der Stirnfläche des Einsteckelementes einge­ schraubt ist.
Wenn das Ventil des Einsteckelementes in der geschlossenen Position ist, wird die Hydraulikfluidübertragung durch das Einsteckelement der Kupplung blockiert. Fluid kann durch das Einsteckelement übertragen werden, indem das Ventil so geöffnet wird, daß der Radialkanal 19 zwischen der Innen­ bohrung 32 des Einsteckelementes und dem Außenumfang oder der Sondenwand 45 des Einsteckelementes eine Verbindung schafft. Vorzugsweise sind zwischen der zentralen Bohrung 32 des Einsteckelementes und der zylindrischen Sondenwand 45 zwei radiale Fluidkanäle 19 positioniert.
Obwohl die Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 Ventil­ stößel zeigt, die an dem Scheitel der Tellerventile vorste­ hen, können alternativ Ventilstößel verwendet werden, die vom Tellerventil jedes Elementes gelöst sein können. Wenn die Ventilstößel von den Tellerventilen lösbar sind, kann am Stößel ein Flansch vorgesehen sein, um den Weg des Stö­ ßels zu begrenzen.
Das Aufnahmeelement der Kupplung hat eine zentrale Bohrung 77, in welcher ein Tellerventil 55 zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verschiebbar aufgenommen ist. Wenn das Tellerventil geschlossen ist, wird die Fluid­ kommunikation zwischen der Bohrung 77 und dem radialen Fluidkanalweg 66 im Körper des Aufnahmeelementes blockiert. Eine Ventilfeder 61 zwängt das Tellerventil 55 in eine ge­ schlossene Position. Die Ventilfeder wird durch einen Fe­ derkragen 78 und einen Sprengring 79 an Ort und Stelle ge­ halten. Der Ventilstößel 64 ragt am Scheitel der konischen Stirnfläche des Tellerventils 55 des Aufnahmeelementes vor. Alternativ und wie vorstehend beschrieben, kann der Ventil­ stößel vom Tellerventil des Aufnahmeelementes gelöst sein. Mit dem Durchmesser des Ventilstößels 64 steht eine elasto­ mere oder metallringförmige Dichtung 22 im Eingriff, um eine Fluidleckage rund um den Stößel zu vermeiden. Die Dichtung 22 wird durch eine mit Außengewinde versehene Mut­ ter 69 an Ort und Stelle gehalten.
Um die Verbindung zwischen dem Einsteckelement und dem Auf­ nahmeelement abzudichten, ist in dem Körper des Aufnahme­ elementes eine ringförmige Dichtung positioniert und durch einen Dichtungshalter 30 an Ort und Stelle gehalten. In ei­ ner bevorzugten Ausführungsform, wie sie in der Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt ist, ist die Dichtung 44 eine elastomere Dichtung mit einer Schwalbenschwanzpassung zwischen dem Aufnahmeelement und dem Halter 30. Alternativ können ver­ schiedene andere elastomere Dichtungen oder Metalldichtun­ gen, wie beispielsweise hohle, druckgespeiste Metalldich­ tungen, verwendet werden, um zwischen dem Aufnahmeelement und der Sondenwand 45 des Einsteckelementes eine radiale Dichtung zu erzeugen. Zusätzlich ist zwischen dem Halter 30 und dem Haltersperrelement 40 eine ringförmige Dichtung 43 positioniert. Die Dichtung 43 ist in einer bevorzugten Aus­ führungsform eine elastomere Schwalbenschwanzdichtung, die eine Schwalbenschwanzpassung zwischen dem Halter und dem Haltersperrelement hat. Die Dichtung 43 kann jedoch eben­ falls eine andere weiche Dichtung, wie beispielsweise ein O-Dichtungsring, oder eine Metalldichtung, wie beispiels­ weise eine hohle, druckgespeiste Metalldichtung, sein. Wie in der Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, sind die Dichtungen 44 und 43 in Längsrichtung an jeder Seite des radialen Fluid­ kanalweges 50 im Halter positioniert. Die Dichtungen 44 und 43 verhindern eine Leckage des Hydraulikfluids, das zwi­ schen dem Radialkanal 19 im Einsteckelement und dem Radial­ kanal 50 im Dichtungshalter fließt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Innenumfang des Halters einen Ringraum 12, der dazu beiträgt, das Strö­ men des Hydraulikfluids zu erleichtern, wenn das Einsteck­ kupplungselement zum Aufnahmeelement leicht versetzt ist. Der Halter 30 hat wenigstens einen L-förmigen Kanal, um die Fluidkommunikation zwischen den Einsteck- und Aufnahmekupp­ lungselementen zu erleichtern. Jeder L-förmige Kanal hat einen radialen Kanal 50 für die Fluidkommunikation mit dem radialen Kanal 19 im Einsteckelement und einen Längskanal 51 für die Fluidkommunikation mit dem Längskanal 52 im Auf­ nahmeelement. Der Radialkanal 50 im Halter schneidet den Längskanal 51. Wenn der Halter vollständig in die große Bohrung 39 des Aufnahmeelementes eingesetzt ist, sollte der Längskanal im Halter so fluchten, daß eine Fluidkommunika­ tion mit dem Längskanal 52 im Aufnahmeelementkörper möglich ist. Ein Paar O-Dichtungsringe 58, 59 dichten die Verbin­ dung zwischen den Längskanälen 51 und 52 im Halter bzw. Aufnahmeelement ab. Alternativ können die Dichtungen 58 und 59 Metalldichtungen sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Einsteckele­ ment durch den Halter in die Aufnahmekammer 38 des Aufnah­ meelementes eingesetzt, bevor die Ventilstößel 64 und 65 einander berühren, um die Tellerventile zu öffnen. Das Ein­ steckelement steht mit den Radialdichtungen 43 und 44 im Dichtungseingriff, bevor Hydraulikfluid zwischen den Kupp­ lungselementen zu fließen anfangen kann. Bei hydraulischen Unterwasserkupplungen ist es wünschenswert, daß Meerwasser oder sonstiges Fluid, das sich in dem Hohlraum zwischen der Stirnfläche 28 des Einsteckelementes und der Aufnahmekammer 38 des Aufnahmeelementes angesammelt hat, ausgestoßen wird. In dem Körper des Aufnahmeelementes sind ein oder mehrere Abzugskanäle 34 gelegen, damit angesammeltes Meerwasser aus der Aufnahmekammer austreten kann. Wahlweise kann ein O-Dichtungsring 35 um den Außenumfang des Körpers des Aufnah­ meelementes positioniert sein, damit angesammeltes Meerwas­ ser durch den Abzugskanal 34 entweichen kann und eine Hy­ drauliksperre verhindert wird, ohne daß zusätzliches Meer­ wasser durch den Abzugskanal in die Kupplung eintreten kann.
Obwohl in einer bevorzugten Ausführungsform zwei radiale Kanäle im Einsteckelement, Halter und Aufnahmeelement ge­ zeigt sind, erwägt die vorliegenden Erfindung, daß ein oder mehrere Radialkanäle in jeder dieser Komponenten der Kupp­ lungsbaugruppe verwendet werden können. Die Fluidübertra­ gung zwischen den Kupplungselementen wird durch die radiale Übertragung des Hydraulikfluids durch die Radialkanäle er­ leichtert, ohne daß auf die Stirnfläche 28 des Einsteckele­ mentes oder die Aufnahmekammer des Aufnahmeelementes ein signifikanter Druck ausgeübt wird. Es ist ebenfalls bedacht worden, daß die vorliegende Erfindung auch bei einer Kupp­ lung ohne Ventile in den Einsteck- und Aufnahmekupplungs­ elementen verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung schafft eine druckausgeglichene hydraulische Unterwasserkupplung mit einer Anzahl von Ra­ dialdichtungen zwischen den Einsteck- und Aufnahmekupp­ lungselementen, die ein verringertes Gewicht und einen ver­ ringerten Außendurchmesser hat. Die Verringerung der Größe und des Gewichtes sind infolge der Gestaltung des Halters 30 erzielt worden, der einen oder mehrere L-förmige Fluid­ kanäle hat, die einen oder mehrere Längskanäle und einen oder mehrere Radialkanäle haben, damit das Fließen des Hy­ draulikfluids durch den Halter erleichtert wird. Der Fluid­ kanal im Halter erzeugt zwischen jedem radialen Fluidkanal 19 in dem Einsteckkupplungselement und Längsfluidkanal 52 in dem Aufnahmekupplungselement eine Fluidkommunikation. Der L-förmige Fluidkanal im Halter anstatt im Aufnahmeele­ mentkörper ermöglicht es, daß der Außendurchmesser des Auf­ nahmekupplungselementes verringert werden kann.
Obwohl Variationen bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht alle Vorteile der Erfindung realisieren können, können gewisse Merkmale bei den verschiedenen An­ wendungen der Vorrichtung wichtiger werden als andere. Die Erfindung ist demgemäß nur durch den Umfang der anhängenden Patentansprüche begrenzt.

Claims (16)

1. Hydraulische Unterwasserkupplung mit:
  • a) einem Einsteckelement mit einer zylindrischen Sonden­ wand, einer zentralen Bohrung und einem radialen Fluidkanal, der sich zwischen der zentralen Bohrung und der Sondenwand erstreckt;
  • b) einem Aufnahmekupplungselement mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, einer Aufnahmekammer in der Nähe des ersten Endes und einer zentralen Bohrung in der Nähe des zweiten Endes, einer Innenschulter zwi­ schen der Aufnahmekammer und der zentralen Bohrung, einer Radialdichtung, die an der Innenschulter posi­ tioniert ist, und einem Fluidkanal, der sich zwischen der zentralen Bohrung und der Aufnahmekammer er­ streckt; und
  • c) einem Dichtungshalter, der in die Aufnahmekammer ein­ setzbar ist, damit die Dichtung an der Innenschulter gehalten wird, wobei der Dichtungshalter einen L-för­ migen Fluidkanal hat, dessen eines Ende mit dem radia­ len Fluidkanal im Einsteckkupplungselement und dessen zweites Ende mit dem Fluidkanal im Aufnahmeelement in Verbindung steht.
2. Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 1, wo­ bei der Fluidkanal in dem Aufnahmeelement einen Längskanal und einen Radialkanal aufweist.
3. Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 1, wei­ terhin mit einem Ventil in wenigstens einem der Kupplungs­ elemente, wobei das Ventil einen Stößel zum zwangsweisen Öffnen des Ventils hat.
4. Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 1, wei­ terhin mit einem Haltersperrelement, das mit dem Aufnahme­ element im Eingriff steht.
5. Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 4, wei­ terhin mit einer zweiten Radialdichtung, die zwischen dem Dichtungshalter und dem Haltersperrelement positioniert ist.
6. Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 1, wo­ bei die Dichtung eine Elastomerdichtung ist, die eine Schwalbenschwanzpassung zwischen der Innenschulter und dem Dichtungshalter hat.
7. Hydraulische Unterwasserkupplung mit:
  • a) einem Aufnahmeelement mit einer stufenförmigen zentra­ len Bohrung, wobei die Bohrung wenigstens zwei Innen­ schulterflächen hat, und einem in Längsrichtung sich erstreckenden Fluidkanal, der radial außerhalb der zentralen Bohrung positioniert ist;
  • b) einer ringförmigen Dichtung, die an einer der Innen­ schulterflächen positionierbar ist;
  • c) einem hülsenförmigen Dichtungshalter, der in die stu­ fenförmige Innenbohrung einsetzbar ist, wobei der Hal­ ter eine zentrale Bohrung hat, der Halter die ringför­ mige Dichtung an einer der Innenschulterflächen hält, der Halter einen radialen Fluidkanal und einen Längs­ fluidkanal hat, wobei der Längsfluidkanal zur zentra­ len Bohrung radial nach außen beabstandet ist, um dem Längsfluidkanal im Aufnahmeelement zu entsprechen und mit diesem in Verbindung zu stehen; und
  • d) einem Einsteckelement mit einem Radialfluidkanal, wo­ bei der Radialfluidkanal mit dem Radialfluidkanal im Halter in Verbindung steht, wenn das Einsteckelement vollständig durch den Halter in die zentrale Bohrung des Aufnahmeelementes eingesetzt ist.
8. Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 7, wei­ terhin mit einem Tellerventil im Einsteckelement und einem Tellerventil im Aufnahmeelement, wobei die Tellerventile miteinander in Eingriff bringbare Ventilstößel haben.
9. Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 7, wo­ bei die ringförmige Dichtung eine elastomere Dichtung mit einer Schwalbenschwanzpassung zwischen der einen der Innen­ schulterflächen und dem Halter ist.
10. Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 7, wo­ bei die ringförmige Dichtung eine druckgespeiste Metall­ dichtung ist.
11. Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 8, wei­ terhin mit einer ersten ringförmigen Dichtung zwischen dem Ventilstößel und dem Einsteckelement und einer zweiten ringförmigen Dichtung zwischen dem Ventilstößel und dem Aufnahmeelement.
12. Hydraulische Unterwasserkupplung nach Anspruch 7, wei­ terhin mit einem Paar ringförmiger Dichtungen, die mit der Innenschulterfläche des Aufnahmeelementes im Eingriff ste­ hen und den Halter abdichten, wobei die erste ringförmige Dichtung radial nach innen vom Längsfluidkanal positioniert ist und die zweite ringförmige Dichtung radial nach außen zum Längsfluidkanal positioniert ist.
13. Aufnahmeelement einer hydraulischen Unterwasserkupp­ lung mit:
  • a) einem Körper mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, einer zentralen Bohrung in der Nähe des ersten Endes, mit einem Tellerventil, das in der zentralen Bohrung positioniert und von einer offenen Position in eine geschlossene Position verschiebbar ist, einem Ra­ dialkanal, der sich in radialer Richtung von der zen­ tralen Bohrung nach außen erstreckt, wobei das Teller­ ventil den Fluidstrom zwischen der zentralen Bohrung und dem Radialkanal steuert, einem Längskanal, der mit dem Radialkanal verbunden ist, wobei der Längskanal radial nach außen von der zentralen Bohrung positio­ niert ist; und
  • b) einem Dichtungshalter, der mit dem Aufnahmeelement in Eingriff bringbar ist, wobei der Dichtungshalter eine zentrale Bohrung und einen Längsfluidkanal hat, der radial nach außen von der zentralen Bohrung positio­ niert ist, und einen Radialfluidkanal hat, der den Längsfluidkanal mit der zentralen Bohrung des Dich­ tungshalters verbindet.
14. Aufnahmekupplungselement nach Anspruch 13, weiterhin mit einer ringförmigen Dichtung mit einer Schwalbenschwanz­ passung zwischen dem Aufnahmeelement und dem Dichtungshal­ ter.
15. Aufnahmekupplungselement nach Anspruch 13, weiterhin mit einer zweiten ringförmigen Dichtung mit einer Schwal­ benschwanzpassung mit dem Dichtungshalter.
16. Aufnahmekupplungselement nach Anspruch 13, weiterhin mit einem Ventilstößel, der das Tellerventil kontaktiert.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004047387A1 (de) * 2003-10-06 2005-05-19 National Coupling Co., Inc., Stafford Unterwasserhydraulikkupplung zur Verwendung mit Verteilerplatten
DE102007056412B4 (de) * 2007-03-15 2018-01-25 National Coupling Co., Inc. Unterwasser-Hydraulikkupplung mit Druckausgleich

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6631734B2 (en) 2001-05-22 2003-10-14 National Coupling Co., Inc. Dummy undersea hydraulic coupling member
US6511043B2 (en) 2001-06-29 2003-01-28 National Coupling Company, Inc. Female coupling member with recessed flow passages
US6659425B2 (en) 2001-08-22 2003-12-09 National Coupling Company Male coupling member with improved flow ports
US6962347B2 (en) * 2002-10-31 2005-11-08 National Coupling Company, Inc. Metal backup seal for undersea hydraulic coupling
US7063328B2 (en) * 2002-10-31 2006-06-20 National Coupling Company, Inc. Undersea hydraulic coupling with seal retainer
US6923476B2 (en) * 2003-09-12 2005-08-02 National Coupling Company, Inc. Floating seal for undersea hydraulic coupling
US7159616B2 (en) * 2004-11-17 2007-01-09 National Coupling Company, Inc. Dual path hydraulic coupling
US9157561B2 (en) 2013-06-04 2015-10-13 Baker Hughes Incorporated Wet connection system, downhole system using wet connection system, and method thereof
US11162629B2 (en) * 2015-10-22 2021-11-02 Parker-Hannifin Corporation Quick coupling with volume displacement passage

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE25920E (en) 1965-11-30 Balanced mixing valve cartridge
US2071204A (en) 1935-01-04 1937-02-16 Nathan C Hunt Valve
US2457251A (en) 1945-03-28 1948-12-28 Aeroquip Corp Quick connect self-sealing coupling
US2599935A (en) 1948-05-14 1952-06-10 Gerald J Pasker Hydraulic line coupling
US2471237A (en) 1948-07-08 1949-05-24 William J Bleasdale Separable fluid coupling
US2772898A (en) 1951-08-30 1956-12-04 Henry W K Seeler Quick disconnect coupling for high pressure gas or liquid
US2727761A (en) 1951-10-27 1955-12-20 Hughes Tool Co Couplers for fluid-conducting conduits
US2727759A (en) 1951-10-27 1955-12-20 Hughes Tool Co Valved couplers for fluid-conducting conduits
US3056423A (en) 1959-08-03 1962-10-02 Mead Specialties Company Inc Valve
US3215161A (en) 1962-12-13 1965-11-02 Aeroquip Corp Self-sealing coupling
US3613726A (en) 1965-12-02 1971-10-19 Purolator Products Inc Balanced pressure coupling
DE1533708C2 (de) 1965-12-22 1970-04-30 Allinquant, Fernand Stanislas, Sceaux, Seine (Frankreich) Umfüllvorrichtung für Druckflüssigkeiten mit automatischer Verriegelung
US3730221A (en) 1971-07-09 1973-05-01 Dempco Hydraulic coupler with pressure relief mechanism
US4124228A (en) 1977-03-24 1978-11-07 Kaiser Aerospace & Electronics Corporation Pressure-balanced fluid coupling
US4222411A (en) 1979-01-19 1980-09-16 Parker-Hannifin Corporation Lever actuated fluid coupling
US4582347A (en) 1984-11-20 1986-04-15 Snap-Tite, Inc. Combination detent and threaded quick disconnect
US4754780A (en) 1987-02-10 1988-07-05 Smith Iii Robert E Pressure balanced hydraulic coupling
US4832080A (en) * 1987-02-10 1989-05-23 Smith Iii Robert E Pressure balanced hydraulic coupling with metal seals
US4768551A (en) 1987-07-09 1988-09-06 Aeroquip Corporation Connect-under-pressure coupling
US4924909A (en) 1989-03-20 1990-05-15 Snap-Tite, Inc. Semi-balanced staggered locking coupling
US5063965A (en) 1989-05-19 1991-11-12 Snap-Tite, Inc. Quick disconnect coupling
JPH0620953Y2 (ja) * 1989-12-19 1994-06-01 日東工器株式会社 管継手のソケット
US5072755A (en) 1990-06-14 1991-12-17 Snap-Tite, Inc. Quick disconnect coupling
US5099882A (en) 1991-01-11 1992-03-31 National Coupling Company, Inc. Pressure balanced hydraulic coupling with metal seals
US5277225A (en) 1992-07-28 1994-01-11 National Coupling Company, Inc. Undersea hydraulic coupling with pressure-energized seals
US5232021A (en) 1992-10-29 1993-08-03 National Coupling Co., Inc. Probe member for undersea hydraulic coupling
US5360035A (en) 1993-06-25 1994-11-01 National Coupling Company, Inc. Pressure balanced poppet valve for hydraulic couplings
US5469887A (en) * 1995-03-28 1995-11-28 National Coupling Inc. Hydraulic coupling with pressure equalizing valve
US6123103A (en) * 1999-07-29 2000-09-26 National Coupling Company, Inc. Pressure balanced coupling with split body

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004047387A1 (de) * 2003-10-06 2005-05-19 National Coupling Co., Inc., Stafford Unterwasserhydraulikkupplung zur Verwendung mit Verteilerplatten
DE102004047387B4 (de) * 2003-10-06 2007-01-25 National Coupling Co., Inc., Stafford Unterwasserhydraulikkupplung zur Verwendung mit Verteilerplatten
DE102007056412B4 (de) * 2007-03-15 2018-01-25 National Coupling Co., Inc. Unterwasser-Hydraulikkupplung mit Druckausgleich

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GB2362199A (en) 2001-11-14
DE10121294B4 (de) 2004-01-29
GB2362199B (en) 2003-11-26
NO335903B1 (no) 2015-03-16
BR0101661A (pt) 2001-12-18
NO20012157L (no) 2001-11-05
GB0110768D0 (en) 2001-06-27

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