DE10340859A1

DE10340859A1 - Unterwasser-Hydraulikkupplung mit Dichtungshalter

Info

Publication number: DE10340859A1
Application number: DE2003140859
Authority: DE
Inventors: Robert E. III Missouri Smith
Original assignee: National Coupling Co Inc
Current assignee: National Coupling Co Inc
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2023-09-05
Also published as: NO20034846L; DE10340859B4; GB2394993B; GB0320649D0; GB2424933B; NO20034846D0; GB2394993A; GB0604333D0; GB2424933A; NO20171455A1; NO341750B1; BR0304251A; US20040084902A1; NO343009B1; GB2394993A8; BR0304251B1; US7063328B2

Abstract

Ein Unterwasser-Hydraulikkupplungselement weist einen Dichtungshalter auf, der mehrere ringförmige Dichtungen, die gemeinsam mit dem Dichtungshalter vom Kupplungselement entfernt werden können, hält und sichert. Mindestens eine der Dichtungen ist eine druckgespeiste hohle Metalldichtung. Der Dichtungshalter enthält ein Gehäuse, welches in das Kupplungselement eingreift, und einen Dichtungsträger, der die ringförmigen Dichtungen hält.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Hydraulikkupplungen und im Speziellen Hydraulikkupplungen, die bei Unterwasserbohranwendungen und Unterwasserproduktionsanwendungen verwendet werden. Insbesondere betrifft die Erfindung Unterwasser-Hydraulikkupplungen mit Dichtungshaltern, welche Dichtungen zwischen den Kupplungselementen halten und festhalten.

Unterwasser-Hydraulikkupplungen sind auf dem Fachgebiet bekannt. Die Kupplungen bestehen im Allgemeinen aus einem männlichen und einem weiblichen Element mit Dichtungen, um die Verbindung zwischen dem männlichen und dem weiblichen Element abzudichten. Das weibliche Element weist im Allgemeinen einen zylinderförmigen Körper auf, der an einem Ende eine Bohrung mit einem relativ großen Durchmesser und am anderen Ende eine Bohrung mit einem relativ kleinen Durchmesser aufweist. Die kleine Bohrung ermöglicht Verbindungen mit hydraulischen Leitungen, während die große Bohrung die Dichtungen enthält und den männlichen Abschnitt der Kupplung aufnimmt. Das männliche Element enthält einen Sondenabschnitt, der in die große Bohrung des weiblichen Elementes eingefügt werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Vorrichtung stoßen die Dich tungen entweder an das Ende oder die Vorderseite des männlichen Elementes an oder greifen in das männliche Element um seinen Außenumfang ein. Danach kann Hydraulikfluid frei durch den weiblichen und den männlichen Abschnitt der Kupplung fließen, und Dichtungen hindern diesen Fluss daran, um die Verbindungen der Kupplung herum zu entweichen.

Optional kann ein Rückschlagventil in das weibliche Element und auch in das männliche Element eingebaut werden. Jedes Rückschlagventil ist offen, wenn die Kupplung besteht; jedes Rückschlagventil schließt jedoch, wenn die Kupplung getrennt wird, um zu verhindern, dass Fluid aus dem System, von dem die Kupplung ein Teil ist, austritt.

In den US-Patenten Nr. 4,694,859 und 5,762,106 an Robert E. Smith III werden eine Unterwasser-Hydraulikkupplung und eine Metalldichtung offenbart. Eine wiederverwendbare Metalldichtung greift in den Umfang der Sonde ein, wenn sie innerhalb des Körpers des weiblichen Elementes angeordnet ist. Die Dichtung wird durch einen zylinderförmigen Dichtungshalter in Position gehalten. Wenn der männliche und der weibliche Abschnitt der Kupplung unter Druck getrennt werden, hindert der Dichtungshalter die Metalldichtung daran, durch die Bohrung aus dem weiblichen Element herausgeblasen zu werden.

Die US-Patente Nr. 4,900,071 und 5,052,439 an Robert E. Smith III offenbaren eine Unterwasser-Hydraulikkupplung mit einer elastomeren Dichtung, die durch eine Schulter am Umfang von einer oder beiden Oberflächen, die zur Dichtung benachbart sind, an einer radialen Bewegung in die zentrale Bohrung des weiblichen Elementes gehindert wird. Vorzugsweise weist die Dichtung eine Schwalbenschwanz-Zwischenpassung mit einer oder beiden Oberflächen auf. Die US-Patente Nr. 5,099,882, 5,203,374, 5,232,021 an Robert E. Smith III zeigen auch Unterwasser-Hydraulikkupplungen mit diesen Dichtungen. Eine zylinderförmige Innenfläche der ringförmigen Dichtung greift in den Umfang des männlichen Elementes oder der Sonde ein, während die Sonde in das weibliche Element eingefügt wird. Während das männliche Element oder die Sonde aus der Bohrung des weiblichen Elementes gezogen wird, erreicht die Vorderseite des männlichen Elementes die weiche ringförmige Dichtung, die zwischen dieser Bohrung liegt. Wenn die Vorderseite den Mittelpunkt der weichen ringförmigen Dichtung erreicht, hindert die Schwalbenschwanz-Zwischenpassung die Dichtung daran, in die Bohrung zu implodieren, während das Meerwasser und/oder Hydraulikfluid mit hohem Druck in die Bohrung eintreten.

Um eine oder mehrere Dichtungen im weiblichen Element einer Unterwasser-Hydraulikkupplung zu halten, kann ein Dichtungshalter an das weibliche Element angeschlossen werden. Der Dichtungshalter kann ein im Allgemeinen muffenförmiger zylinderförmiger Körper sein, der in die Bohrung des weiblichen Elementes eingefügt wird, bis er an eine Schulter in der Bohrung des weiblichen Elementes stößt. Um den Dichtungshalter an der Schulter zu befestigen, kann auch ein Haltersperrelement zum Beispiel mit Hilfe von Gewinden oder Sprengringen an dem weiblichen Element angebracht werden. Eine radiale Dichtung kann durch den Dichtungshalter gehalten werden. Zum Beispiel kann der Dichtungshalter eine druckgespeiste radiale Metalldichtung auf einer Schulter in der Bohrung des weiblichen Elementes halten.

Obwohl Dichtungen, die in den weiblichen Kupplungselementen von Unterwasser-Hydraulikkupplungen gehalten werden, wiederverwendbar sein können, können sie in periodischen Abständen entfernt und/oder ersetzt werden. Um die Dichtungen zu entfernen, muss das männliche Kupplungselement vom weiblichen Kupplungselement getrennt werden, und der Dichtungshalter muss vom weiblichen Kupplungselement getrennt und aus dem Eingriff befreit werden.

Dichtungen, die in der Bohrung des weiblichen Kupplungselementes gehalten werden, können aufgrund der Länge und des geringen Durchmessers der weiblichen Bohrung schwer erreichbar sein. In einigen Fällen können Dichtungen aufgrund von Verschleiß oder Verformung der Dichtungen oder weil der Außendurchmesser der Dichtungen gegen die Wand der Bohrung des weiblichen Elementes, die zur Schulter benachbart ist, auf welcher die Dichtungen angeordnet sind, gepresst wird, in der Bohrung des weiblichen Elementes stecken bleiben.

Das Entfernen und Austauschen von Dichtungen in Unterwasser-Hydraulikkupplungen kann sich ohne ein Werkzeug, das in die Bohrung des weiblichen Elementes reicht und mit dem die Dichtung herausgebrochen oder herausgezogen wird, als schwierig erweisen. Das Werkzeug kann jedoch die Bohrung des weiblichen Elementes zerkratzen und die Dichtungsoberflächen beschädigen. Aus diesen Gründen ist das Entfernen und Austauschen der Dichtungen in Unterwasser-Hydraulikkupplungen ein Problem.

Daher werden Hydraulikkupplungen benötigt, die gehaltene Dichtungen aufweisen, die einfach zu entfernen und auszutauschen sind. Ferner werden Unterwasser-Hydraulikkupplungen benötigt, welche gehaltene Dichtun gen aufweisen, die ohne Beschädigung der Kupplung entfernt und ausgetauscht werden können, und insbesondere ohne Beschädigung der Dichtungsoberflächen. Es werden Unterwasser-Hydraulikkupplungen mit Dichtungshaltern benötigt, welche die Notwendigkeit für ein Werkzeug reduzieren oder beseitigen, mit dem Dichtungen aus der Bohrung des weiblichen Kupplungselementes entfernt oder ausgetauscht werden.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft eine Unterwasser-Kupplung mit einem Dichtungshalter, welcher das Entfernen von Dichtungen als einzelne Einheit erleichtert. Mehrere ringförmige Dichtungen werden durch den Dichtungshalter gehalten und befestigt, und sind mit dem Dichtungshalter vom Hydraulikkupplungselement abnehmbar. Der Dichtungshalter ist bei Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen nützlich und verlässlich und reduziert oder beseitigt das Risiko der Beschädigung des Körpers oder der Bohrung des Kupplungselementes beim Austauschen von Dichtungen.

Die folgenden Zeichnungen sind Teil der vorliegenden Patentanmeldung und werden aufgenommen, um bestimmte Aspekte der vorliegenden Erfindung detaillierter darzustellen. Die Erfindung kann durch Bezugnahme auf eine oder mehrere dieser Zeichnungen in Verbindung mit der detaillierten Beschreibung spezifischer Ausführungsformen, die in dieser Anmeldung präsentiert werden, besser verstanden werden.
1 ist eine Schnittansicht des Dichtungshalters der vorliegenden Erfindung gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine Schnittansicht eines weiblichen Kupplungselementes mit dem Dichtungshalter gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine Schnittansicht des Dichtungshalters der vorliegenden Erfindung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
4 ist eine Teilschnittansicht des Dichtungshalters der vorliegenden Erfindung in einem weiblichen Kupplungselement gemäß einer dritten Ausführungsform.
5 ist eine Teilschnittansicht des Dichtungshalters der vorliegenden Erfindung in einem weiblichen Kupplungselement gemäß einer vierten Ausführungsform.
6 ist eine Teilschnittansicht des Dichtungshalters der vorliegenden Erfindung in einem weiblichen Kupplungselement gemäß einer fünften Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wie in 1 dargestellt, umfasst der Dichtungshalter 10 in einer ersten Ausführungsform Gehäuse 21 und Dichtungsträger 30 mit einer zentralen Bohrung 20, die sich dort hindurch erstreckt. Der Dichtungsträger passt mit dem Gehäuse zusammen, um einen Dichtungshalter zu bilden, der in das weibliche Unterwasser-Hydraulikkupplungselement eingefügt und aus diesem entfernt werden kann.
In einer ersten Ausführungsform ist das Gehäuse ein im Allgemeinen ringförmiger Körper mit einem Außendurchmesser 22, der ein Gewinde aufweisen kann, um in das weibliche Kupplungselement einzugreifen. Das Gehäuse weist ein erstes Ende 28, ein zweites Ende 45, einen ersten größeren Innendurchmesser 23, einen zweiten kleineren Innendurchmesser 25 und eine Innenschulter 27 zwischen dem ersten und dem zweiten Innendurchmesser auf. Das Gehäuse kann auch eine Schulter 26 mit Negativwinkel oder Umkehrwinkel einschließen, welche sich radial nach innen von der Innenschulter 27 erstreckt. Es können Löcher 35 in dem ersten Ende des Gehäuses vorgesehen sein, und ein Schraubenschlüssel oder ein anderes Werkzeug kann in die Löcher eingefügt werden, um das Gehäuse zu drehen, so dass es in das weibliche Element eingreift oder sich aus dem Eingriff mit diesem löst.
In der ersten Ausführungsform ist der Dichtungsträger eine im Allgemeinen ringförmige Muffe, von der ein Teil mindestens teilweise in das Gehäuse eingreift oder passt. Der Dichtungsträger weist ein erstes Ende 39 auf, das in das Gehäuse passt, ein zweites Ende 29, einen ersten größeren Außendurchmesser 42, einen zweiten kleineren Außendurchmesser 32, einen ersten größeren Innendurchmesser 36 und einen zweiten kleineren Innendurchmesser 24. In einer Ausführungsform kann der Dichtungsträger eine Schulter 37 mit Negativwinkel oder Umkehrwinkel zwischen dem ersten größeren Innendurchmesser und dem zweiten kleineren Innendurchmesser aufweisen. Der Dichtungsträger kann auch eine Außenschulter 31 zwischen dem ersten größeren Außendurchmesser und dem zweiten kleineren Außendurchmesser einschließen.
In einer Ausführungsform gleitet das erste Ende des Dichtungsträgers in den ersten größeren Innendurchmesser 23 des Gehäuses. Es kann wenig oder keinen Zwischenraum zwischen dem zweiten kleineren Außendurchmesser des Dichtungsträgers und dem Innendurchmesser des Gehäuses geben, oder es kann eine leichte Presspassung geben. Wenn das erste Ende des Dichtungsträgers zur Gänze in das Gehäuse eingefügt ist, kann das erste Ende 39 an die interne Stufe 27 des Gehäuses anstoßen, während das zweite Ende 45 des Gehäuses an die Außenschulter 31 des Dichtungsträgers anstoßen kann.
In der Ausführungsform von 1 werden die erste ringförmige Dichtung 50 und die zweite ringförmige Dichtung 43 durch den Dichtungshalter in Position gehalten und gesichert, und können als eine einzelne Einheit eingefügt oder entfernt werden, wenn der Dichtungshalter in die aufnehmende Kammer des weiblichen Elementes eingefügt oder aus dieser entfernt wird. Die erste und die zweite ringförmige Dichtung 50, 43 können auf zwei der Innenschultern 34, 47 und 44 angeordnet und aufgesetzt werden, die zum zweiten Ende 29 des Dichtungsträgers benachbart sind. Die erste ringförmige Dichtung 50 kann einen Presssitz oder eine leichte Presspassung in den Dichtungsträger aufweisen, um die Dichtung auf der Innenschulter 34 anzuordnen und aufzusetzen.
In dieser Ausführungsform kann die erste ringförmige Dichtung 50 eine hohle druckgespeiste Metalldichtung mit einem im Allgemeinen C-förmigen Querschnitt sein. Druckfluid kann in den hohlen Abschnitt der ersten ringförmigen Dichtung 50 eintreten, um die Dichtung dazu zu bringen, sich nach außen radial auszubreiten, um gegen den Dichtungsträger zu dichten, und sich nach innen radial auszubreiten, um gegen die Sonde des männlichen Kupplungselementes zu dichten.
Die zweite ringförmige Dichtung 43 kann einen Presssitz oder eine leichte Presspassung mit dem Dichtungsträger aufweisen, während die Dichtung auf Schulter 44 angeordnet und aufgesetzt wird. In dieser Ausführungsform kann die zweite ringförmige Dichtung 43 ein elastomerer O-Ring sein. Alternativ dazu kann die zweite ringförmige Dichtung eine Metalldichtung wie etwa eine druckgespeiste hohle Metalldichtung sein.
In einer Ausführungsform hält der Dichtungshalter eine dritte ringförmige Dichtung 40 zwischen den Schultern 26 und 37 mit Umkehrwinkel, welche die Dichtung daran hindern, in die zentrale Bohrung 20 zu implodieren. Die dritte ringförmige Dichtung 40 kann ein elastomerer Ring mit einem Schwalbenschwanz-Querschnitt sein und kann eine Schwalbenschwanzpassung zwischen den Schultern mit Umkehrwinkel aufweisen. Der Innendurchmesser 46 der dritten ringförmigen Dichtung kann sich weiter in die zentrale Bohrung erstrecken als die kleineren Innendurchmesser des Gehäuses oder des Dichtungsträgers, um radial mit dem männlichen Element zu dichten, wenn das männliche Element in der aufnehmenden Kammer ist. Der O-Ring 41 kann um den Außendurchmesser der dritten ringförmigen Dichtung herum angeordnet sein.
In der Ausführungsform von 1 weist der Dichtungsträger Metalldichtungsoberflächen 48, 49 auf, die zum zweiten Ende 29 benachbart sind. Diese Metalldichtungsoberflächen sind mit dem zweiten Ende des Dichtungsträgers fest verbunden und vorzugsweise gewinkelt oder abgeschrägt, um eine Dichtungsoberfläche bereitzustellen, die mit gewinkelten oder abgeschrägten Oberflächen auf dem weiblichen Kupplungselement zusammenpasst. Wie in 2 dargestellt, können die Metalldichtungsoberflächen 48, 49 auf dem Dichtungsträger Metall-auf-Metall-Dichtungen mit Oberflächen 108 und 109 des weiblichen Kupplungselementes 100 bilden, wenn der Dichtungshalter zur Gänze mit dem weiblichen Kupplungselement im Eingriff ist.
Der Dichtungshalter kann auch in eine oder mehrere Oberflächen in der aufnehmenden Kammer 112 des weiblichen Kupplungselementes eingreifen. Zum Beispiel kann der gewindete Außenumfang des Gehäuses in den ersten Abschnitt 124 der aufnehmenden Kammer eingreifen, welcher zumindest teilweise gewindet ist. Die Schultern 29 und 47 des Dichtungsträgers können an den Schultern 122 und 126 in der aufnehmenden Kammer anstoßen.
In der Ausführungsform von 2 weist das weibliche Kupplungselement einen Körperabschnitt 111 mit einem ersten Ende 116 und einem zweiten Ende 117 auf. Ein Tellerventil 114 gleitet innerhalb der Bohrung 113, um den Fluidfluss durch das weibliche Kupplungselement zu kontrollieren. Das Tellerventil kann durch eine Feder 118 auf eine geschlossene Position gegen den Ventilsitz 115 vorbelastet werden. Die Ventilfeder kann zwischen dem Tellerventil und dem Federteller 119 gehalten werden, der in der Bohrung durch einen Sprengring oder eine Kragenklemme 120 gehalten wird. Das Ventilstellglied 125 kann sich aus der Vorderseite des Ventils erstrecken. Wenn eine Sonde des männlichen Kupplungselementes in die aufnehmende Kammer 112 eingefügt wird, kann die Sonde eine gleitende Zwischenpassung mit dem zweiten Abschnitt 121 der aufnehmenden Kammer aufweisen, bis sich das männliche Element der Schulter 123 nähert oder an diese stößt. Das Ventilstellglied des männlichen Elementes kann in das Ventilstellglied des weiblichen Elementes eingreifen, um die Tellerventile für den Fluidfluss zwischen den Kupplungselementen zu öffnen.
In einer Ausführungsform der Erfindung, die in 3 gezeigt wird, umfasst der Dichtungshalter 130 ein Gehäuse 131 und einen Dichtungsträger 133. Das Gehäuse weist einen gewindeten Außendurchmesser 139, der in das weibliche Kupplungselement eingreift, ein erstes Ende 145, ein zweites Ende 148, einen ersten größeren Innendurchmesser 144 und einen zweiten kleineren Innendurchmesser 142 auf. Der Dichtungsträger hat ein erstes Ende 147, das in das Gehäuse passt, ein zweites Ende 146, einen ersten größeren Innendurchmesser 150, einen zweiten kleineren Innendurchmesser 143, einen ersten größeren Außendurchmesser 149 und einen zweiten kleineren Außendurchmesser 138, der in den ersten größeren Innendurchmesser des Gehäuses passt.
In dieser Ausführungsform hält der Dichtungshalter die erste ringförmige Dichtung 134 und die zweite ringförmige Dichtung 136 an oder benachbart zu dem zweiten Ende 146 des Dichtungsträgers. Beide Dichtungen können durch den Dichtungshalter in Position gehalten und gesichert werden, so dass sie als eine einzelne Einheit mit dem Dichtungshalter eingefügt oder aus der aufnehmenden Kammer des weiblichen Elementes entfernt werden können. Die ersten und zweiten ringförmigen Dichtungen 134, 136 können auf Schultern oder Rillen im zweiten Ende des Dichtungsträgers angeordnet oder aufgesetzt werden. Zum Beispiel kann die erste ringförmige Dichtung 134 einen Presssitz oder eine leichte Presspassung mit dem Dichtungsträger aufweisen, während die Dichtung auf der Schulter 135 angeordnet wird.
Die erste ringförmige Dichtung 134 kann eine hohle druckgespeiste Metalldichtung mit einem im Allgemeinen C-förmigen Querschnitt aufweisen. Druckfluid kann in den hohlen Abschnitt der ersten ringförmigen Dichtung 134 eintreten, um die Dichtung dazu zu bringen, sich radial nach außen auszubreiten, um gegen den Dichtungsträger zu dichten und sich radial nach innen weiter als der zweite kleinere Innendurchmesser 143 des Dichtungsträgers auszubreiten, so dass die erste ringförmige Dichtung die Sonde des männlichen Kupplungselementes berührt und dagegen dichtet. Die zweite ringförmige Dichtung 136 kann in eine ringförmige Rille im zweiten Ende des Dichtungsträgers passen. Die zweite ringförmige Dichtung 43 kann ein elastomerer O-Ring oder eine Metalldichtung sein.
In der Ausführungsform von 3 kann die dritte ringförmige Dichtung 132 eine Zwischenpassung zwischen der Schulter 140 mit Kehrwinkel des Gehäuses und der Schulter 141 mit Kehrwinkel des Dichtungsträgers aufweisen, von denen beide die Dichtung an einer Implosion hindern. Die ringförmige Dichtung 132 kann eine elastomere Dichtung mit einem Schwalbenschwanzquerschnitt und einem Innendurchmesser 137 sein, der sich in die aufnehmende Kammer weiter als der zweite kleinere Innendurchmesser 143 des Dichtungsträgers und der zweite kleinere Innendurchmesser 144 des Gehäuses erstreckt, und bildet eine Dichtung mit dem männlichen Kupplungselement.
In einer Ausführungsform der Erfindung, die in 4 gezeigt wird, umfasst der Dichtungshalter 200 ein Gehäuse 201 und einen Dichtungsträger 215, der in die aufnehmende Kammer 231 des weiblichen Kupplungselemen tes 230 eingefügt werden kann. Der Dichtungshalter kann an die Schulter 232 in der aufnehmenden Kammer anstoßen, wenn er vollständig eingefügt ist. Das Gehäuse kann einen gewindeten Außendurchmesser 206, um in das weibliche Kupplungselement einzugreifen, ein erstes Ende 208, ein zweites Ende 204, einen ersten größeren Innendurchmesser 203 und einen zweiten kleineren Innendurchmesser 202 aufweisen. Das erste Ende des Gehäuses kann Löcher 205 aufweisen, um das Drehen des Gehäuses mit einem geeigneten Werkzeug zu erlauben. Der Dichtungsträger hat ein erstes Ende 213, ein zweites Ende 214, einen ersten größeren Innendurchmesser 216, einen zweiten kleineren Innendurchmesser 207, einen ersten größeren Außendurchmesser 217 und einen zweiten kleineren Außendurchmesser 209, der in den ersten größeren Innendurchmesser des Gehäuses passt.
In dieser Ausführungsform hält der Dichtungshalter die erste ringförmige Dichtung 210 und die zweite ringförmige Dichtung 220 am zweiten Ende 214 des Dichtungsträgers. Beide Dichtungen können durch den Dichtungshalter in Position gehalten und gesichert und als eine einzelne Einheit gemeinsam mit dem Dichtungshalter eingefügt oder entfernt werden. Die erste und die zweite ringförmige Dichtung 210, 220 können auf den Schultern oder Rillen im zweiten Ende des Dichtungsträgers angeordnet oder aufgesetzt werden. Zum Beispiel kann die erste ringförmige Dichtung 210 einen Presssitz oder eine leichte Presspassung mit dem Dichtungsträger aufweisen, während die Dichtung auf der Schulter 211 angeordnet wird.
Die erste ringförmige Dichtung 210 kann eine hohle druckgespeiste Metalldichtung mit einem, im Allgemeinen C-förmigen Querschnitt sein. Druckfluid kann in den hohlen Abschnitt der ersten ringförmigen Dichtung eintreten, um die Dichtung dazu zu bringen, sich radial nach außen auszubreiten, um gegen den Dichtungsträger zu dichten, und sich radial nach innen weiter als der zweite kleinere Innendurchmesser 207 des Dichtungsträgers auszubreiten, um gegen die Sonde des männlichen Kupplungselementes zu dichten. Die zweite ringförmige Dichtung 220 kann in die ringförmige Rille 219 an der Ecke oder Kante des Dichtungsträgers passen. In dieser Ausführungsform kann die zweite ringförmige Dichtung 220 eine hohle O-Ring-Dichtung aus Metall sein.
In der Ausführungsform von 4 kann eine dritte ringförmige Dichtung 221 zwischen der Schulter 224 mit Umkehrwinkel des Gehäuses und der Schulter 223 mit Umkehrwinkel des Dichtungsträgers in Position gehalten werden, welche die Dichtung an einer Implosion hindern. Die ringförmige Dichtung 221 kann eine elastomere Dichtung mit einem Schwalbenschwanzquerschnitt und sich nach innen erstreckenden Dichtungsoberflächen 225, 226 am Innendurchmesser der Dichtung sein, welche sich nach innen in die aufnehmende Kammer weiter erstrecken als der zweite kleinere Innendurchmesser 202 des Gehäuses oder der zweite kleinere Innendurchmesser 207 des Dichtungsträgers. Die ringförmige Dichtung 221 kann auch ein Paar O-Ringe 218, 222 um den Außenumfang der Dichtung herum aufweisen.
Die Ausführungsform von 4 schließt auch eine vierte ringförmige Dichtung 212 ein, die in einer Rille in der Schulter 232 in der aufnehmenden Kammer des weiblichen Elementes angeordnet ist. In dieser Ausführungsform kann die Dichtung 212 ein elastomerer O-Ring sein, der mit dem zweiten Ende des Dichtungsträgers dichtet.
In einer Ausführungsform der Erfindung, die in 5 dargestellt wird, umfasst der Dichtungshalter 300 ein Gehäuse 301 und einen Dichtungsträger 315. Der Dichtungshalter kann in die aufnehmende Kammer 331 des weiblichen Kupplungselementes 330 eingefügt werden, bis der Dichtungshalter die Schulter 332 berührt. Das Gehäuse kann einen gewindeten Außendurchmesser 306 für das Eingreifen in das weibliche Kupplungselement, ein erstes Ende 308, ein zweites Ende 304, einen ersten größeren Innendurchmesser 303 und einen zweiten kleineren Innendurchmesser 302 aufweisen. Das erste Ende des Gehäuses kann Löcher 305 aufweisen, um das Drehen des Gehäuses mit einem geeigneten Werkzeug zu ermöglichen. Der Dichtungsträger weist ein erstes Ende 313, ein zweites Ende 314, einen ersten größeren Innendurchmesser 316, einen zweiten kleineren Innendurchmesser 307, einen ersten größeren Außendurchmesser 317 und einen zweiten kleineren Außendurchmesser 209 auf, der in den ersten größeren Innendurchmesser des Gehäuses passt.
In dieser Ausführungsform hält der Dichtungshalter eine erste ringförmige Dichtung 310, eine zweite ringförmige Dichtung 320 und eine dritte ringförmige Dichtung 312 am zweiten Ende 314 des Dichtungsträgers. Diese Dichtungen können nicht nur durch den Dichtungshalter in Position gehalten werden, sondern können auch als eine einzelne Einheit mit dem Dichtungshalter eingefügt oder entfernt werden. Die erste, die zweite und die dritte ringförmige Dichtung 310, 320 und 312 können auf Schultern oder Rillen im zweiten Ende des Dichtungsträgers angeordnet oder aufgesetzt werden. Zum Beispiel kann die erste ringförmige Dichtung 310 einen Presssitz oder eine leichte Presspassung mit dem Dichtungsträger aufweisen, während die Dichtung auf der Schulter 311 angebracht wird.
Die erste ringförmige Dichtung 310 kann eine druckgespeiste hohle Metalldichtung mit einem im Allgemeinen C-förmigen Querschnitt sein. Druckfluid kann in den hohlen Abschnitt der ersten ringförmigen Dichtung eintreten, um die Dichtung dazu zu bringen, sich radial nach außen auszubreiten, um gegen den Dichtungsträger zu dichten, und sich radial nach innen auszubreiten, um gegen die Sonde des männlichen Kupplungselementes zu dichten. Die zweite ringförmige Dichtung 320 kann in die ringförmige Rille 319 in dem zweiten Ende des Dichtungsträgers passen. In dieser Ausführungsform kann die zweite ringförmige Dichtung 320 eine hohle O-Ring-Dichtung aus Metall sein. Die dritte ringförmige Dichtung 312 kann auch in eine ringförmige Rille in dem zweiten Ende des Dichtungsträgers passen. In dieser Ausführungsform kann die dritte ringförmige Dichtung eine elastomere O-Ring-Dichtung sein.
In der Ausführungsform von 5 kann die vierte ringförmige Dichtung 321 zwischen der Schulter 324 mit Umkehrwinkel des Gehäuses und der Schulter 323 mit Umkehrwinkel des Dichtungsträgers in Position gehalten werden, welche die Dichtung an einer Implosion hindern. Die ringförmige Dichtung 321 kann eine elastomere Dichtung mit einem Schwalbenschwanzquerschnitt und sich nach innen erstreckenden Dichtungsoberflächen 325, 326 an dem Innendurchmesser der Dichtung sein, um mit dem männlichen Kupplungselement zu dichten. Die ringförmige Dichtung 321 kann auch ein Paar O-Ringe 318, 322 um den Außenumfang der Dichtung herum aufweisen.
In einer Ausführungsform der Erfindung, die in 6 gezeigt wird, umfasst der Dichtungshalter 400 ein Gehäuse 401 und einen Dichtungsträger 415. Der Dichtungshalter kann in die aufnehmende Kammer 431 in dem weiblichen Element 430 eingefügt werden, bis der Dichtungshalter an der Schulter 432 anstößt. Das Gehäuse kann einen gewindeten Außendurchmesser 406 für das Eingreifen in das weibliche Kupplungselement, ein erstes Ende 408, ein zweites Ende 404, einen ersten größeren Innendurchmesser 403 und einen zweiten kleineren Innendurchmesser 402 aufweisen. Der Dichtungsträger weist ein erstes Ende 413, ein zweites Ende 414, einen ersten größeren Innendurchmesser 416, einen zweiten kleineren Innendurchmesser 407, einen ersten größeren Außendurchmesser 417 und einen zweiten kleineren Außendurchmesser 409 auf, der in den ersten größeren Innendurchmesser des Gehäuses passt.
In dieser Ausführungsform hält der Dichtungshalter die erste ringförmige Dichtung 410, die zweite ringförmige Dichtung 412 und die dritte ringförmige Dichtung 420 an dem zweiten Ende 414 des Dichtungsträgers. Diese Dichtungen können durch den Dichtungshalter in Position gehalten und als eine einzelne Einheit mit dem Dichtungshalter eingefügt oder entfernt werden. Die erste, die zweite und die dritte ringförmige Dichtung 410, 412, und 420 können auf Schultern oder Rillen in dem zweiten Ende des Dichtungsträgers angeordnet oder aufgesetzt werden. Zum Beispiel kann die erste ringförmige Dichtung 410 einen Presssitz oder eine leichte Presspassung mit dem Dichtungsträger aufweisen, während die Dichtung auf der Schulter 411 angebracht wird.
Die erste ringförmige Dichtung 410 kann eine druckgespeiste hohle Metalldichtung mit einem im Allgemeinen C-förmigen Querschnitt aufweisen. Druckfluid kann in den hohlen Abschnitt der ersten ringförmigen Dichtung eintreten, um die Dichtung dazu zu bringen, sich radial nach außen auszubreiten, um gegen den Dichtungsträger zu dichten, und sich radial nach innen auszubreiten, um gegen die Sonde des männlichen Kupplungselementes zu dichten. Die zweite ringförmige Dichtung 412 kann in eine ringförmige Rille im zweiten Ende des Dichtungsträgers passen. In dieser Ausführungsform kann die zweite ringförmige Dichtung 412 eine elastomere O-Ring-Dichtung sein. Die dritte ringförmige Dichtung 420 kann in die ringförmige Rille 419 in dem zweiten Ende des Dichtungsträgers passen. In dieser Ausführungsform kann die dritte ringförmige Dichtung eine hohle Metalldichtung sein.
In der Ausführungsform von 6 kann die vierte ringförmige Dichtung 421 zwischen der Schulter 424 mit Umkehrwinkel des Gehäuses und der Schulter 423 mit Umkehrwinkel des Dichtungsträgers in Position gehalten werden, welche die Dichtung an einer Implosion hindern. Die ringförmige Dichtung 421 kann eine elastomere Dichtung mit einem Schwalbenschwanzquerschnitt und sich nach innen erstreckenden Dichtungsoberflächen 425, 426 am Innendurchmesser der Dichtung sein, um mit dem männlichen Kupplungselement zu dichten. Die ringförmige Dichtung 421 kann auch ein Paar O-Ringe 418, 422 um den Außenumfang der Dichtung herum aufweisen.
Obwohl es sein kann, dass nicht jede Variation der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung alle Vorteile der Erfindung bereitstellt, können bestimmte Merkmale in verschiedenen Anwendungen der Vorrichtung von größerer Bedeutung sein als andere. Daher ist zu ver stehen, dass die Erfindung nur durch den Umfang der beigelegten Ansprüche eingegrenzt wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf eine beschränkte Anzahl an Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute zahlreiche Modifikationen und Variationen der Erfindung schätzen. Die beigelegten Ansprüche decken alle solche Modifikationen und Variationen ab, die in den wahren Geist und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.

Claims

Unterwasser-Hydraulikkupplungselement, das umfasst: einen Körper mit einer Innenbohrung und einer Schulter zwischen der Bohrung; einen Dichtungshalter, der in die Bohrung einsetzbar ist, um an die Schulter anzustoßen, wobei der Dichtungshalter ein Außengehäuse und einen inneren Dichtungsträger aufweist, wobei der innere Dichtungsträger in das Außengehäuse gleitet; und eine erste ringförmige Metalldichtung und eine zweite ringförmige Metalldichtung, die auf dem Dichtungsträger angeordnet sind, wobei die erste und die zweite ringförmige Metalldichtung in die Unterwasser-Hydraulikkupplung gemeinsam mit dem inneren Dichtungsträger einsetzbar und aus diesem entfernbar sind.
Unterwasser-Hydraulikkupplungselement nach Anspruch 1, wobei die erste ringförmige Metalldichtung eine druckgespeiste hohle Metalldichtung ist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungselement nach Anspruch 1, wobei die zweite ringförmige Metalldichtung ein hohler O-Ring aus Metall ist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungselement nach Anspruch 1, wobei die zweite ringförmige Metalldichtung mit dem Dichtungsträger fest verbunden ist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungselement nach Anspruch 1, welches ferner eine dritte ringförmige Dichtung umfasst, die zwischen dem Außengehäuse und dem inneren Dichtungsträger angeordnet ist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungselement nach Anspruch 5, wobei das Außengehäuse und der innere Dichtungsträger eine Schwalbenschwanz-Zwischenpassung mit der dritten ringförmigen Dichtung aufweisen.
Unterwasser-Hydraulikkupplungselement, das umfasst: einen Körper, der eine Innenbohrung mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, ein Ventil zum Kontrollieren des Flusses des Hydraulikfluids durch die Bohrung, eine aufnehmende Kammer am zweiten Ende der Bohrung und eine Metalldichtungsoberfläche in der aufnehmenden Kammer aufweist; und einen Dichtungshalter in der aufnehmenden Kammer, wobei der Dichtungshalter einen Innendurchmesser, eine Schulter und eine erste ringförmige Metalldichtung aufweist, die auf der Schulter am Innendurchmesser gehalten ist, wobei der Dichtungshalter eine fest verbundene Metalldichtungsoberfläche aufweist, um mit der Metalldichtungsoberfläche in der aufnehmenden Kammer zu dichten.
Unterwasser-Hydraulikkupplungselement nach Anspruch 7, wobei der Dichtungshalter ein Außenge häuse und einen inneren Dichtungsträger umfasst.
Unterwasser-Hydraulikkupplungselement nach Anspruch 7, wobei die fest verbundene Metalldichtungsoberfläche winkelig ist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungselement nach Anspruch 7, wobei die erste ringförmige Metalldichtung auf einer Schulter am Innendurchmesser des Dichtungshalters angeordnet ist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungselement nach Anspruch 7, das ferner eine ringförmige elastomere Dichtung mit einer Schwalbenschwanz-Zwischenpassung umfasst, welche den Dichtungshalter aufweist.
Unterwasser-Hydraulikkupplungselement nach Anspruch 7, wobei der Dichtungshalter an das Unterwasser-Hydraulikkupplungselement über ein Gewinde befestigt ist.
Dichtungshalter für ein weibliches Unterwasser-Hydraulikkupplungselement, umfassend: ein Gehäuse zum Eingreifen in das weibliche Unterwasser-Hydraulikkupplungselement, wobei das Gehäuse eine Innenschulter aufweist; einen Dichtungsträger mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einer Innenschulter, wobei das erste Ende des Dichtungsträgers zumindest teilweise in das Gehäuse passt; eine erste ringförmige Metalldichtung und eine zweite ringförmige Metalldichtung, die am Dichtungsträger an dessen zweitem Ende befestigt sind; und eine dritte ringförmige Dichtung, die zwischen der Innenschulter des Gehäuses und der Innenschulter des Dichtungsträgers befestigt ist.
Dichtungshalter nach Anspruch 13, wobei die dritte ringförmige Dichtung eine Schwalbenschwanz-Zwischenpassung zwischen der Innenschulter des Gehäuses und der Innenschulter des Dichtungsträgers aufweist.
Dichtungshalter nach Anspruch 13, der ferner eine zweite Innenschulter auf dem Dichtungsträger umfasst, wobei die erste ringförmige Metalldichtung auf der zweiten Innenschulter sitzt.
Dichtungshalter nach Anspruch 13, der ferner eine vierte ringförmige Dichtung zwischen dem Dichtungsträger und dem weiblichen Unterwasser-Hydraulikkupplungselement umfasst.
Dichtungshalter nach Anspruch 16, wobei die vierte ringförmige Dichtung eine Metalldichtung ist.
Dichtungshalter nach Anspruch 13, wobei die erste ringförmige Metalldichtung eine druckgespeiste C-förmige Metalldichtung ist.
Dichtungshalter nach Anspruch 13, wobei die zweite ringförmige Metalldichtung mit dem zweiten Ende des Dichtungsträgers fest verbunden ist.