DE2006256A1

DE2006256A1 - Vorrichtung zum Verbinden zweier Untersee-Zellen

Info

Publication number: DE2006256A1
Application number: DE19702006256
Authority: DE
Inventors: Louis Ie; Marion Henri; Paris Therislen
Original assignee: Compagnie Francalse des Petroles, S.A. Paris
Priority date: 1969-02-14
Filing date: 1970-02-12
Publication date: 1970-08-27
Also published as: NL7002069A; US3640079A; FR2031988A5; DE2006256C2; GB1287905A

Description

Dipl.-ING. WILFRID RAECK PATENTANWALT 2006256

7 STUTTGART !,MOSERSTRASSE 8 ■ TELEFON (0711) 244003

11. Februar 1970 / F - C 64 -

COMPAGNIE FRANCAISE DES FETROLES, S.A-

• t

5, rue Michel-Ange, PARIS l6°, Frankreich

Vorrichtung zum Verbinden zweier UnterseerZellen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Verbinden von zwei bewohnbaren und unter atmosphärischem Druck stehenden Zellen (Gefäßen, Kammern, ■ Schwimmkörper usw.) unter Wasser, wobei die eine Zelle beweglich und die andere auf dem Meeresboden fest ist.

Es sind Vorrichtungen bekannt, die es ermöglichen, zwei bewohnbare Zellen unter Wasser zu verbinden; sie erfordern jedoch sämtlich geeignete einheitliche Anschlußflächen sowie eine sehr genaue Zentrierung der Auflageflächen. Derartige Lösungen-sind kostspielig, bedürfen einer schwierigen=Wartung und sind aufgrund der erforderlichen genauen Manöver in der Anwendung wenig praktisch,

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Eine Vorrichtung zur Verbindung einer ersten Zelle mit einer zweiten Zelle, die sich jeweils unter Atmosphäremdruck oder leichtem Überdruck bezüglich dee Außendruckes befinden, zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus, dafl die erste Zelle ein mit ihr verbundenes Anschlußrohr aufweist, von dem ein Abschnitt nach außen übersteht, ferner einen den im Innern der Zelle befindlichen Abschnitt des Rohres schließenden Autoklavendeckel, eine das außerhalb der Zelle befindliche Ende des Rohres säumende Dichtung, eine starre Halterung, die an ihrem Außenumfang und an einem ihrer Ränder eine den äußeren Abschnitt des Rohrs umgebende Lippendichtung trägt, während der andere Halterungsrand sich in der Höhe des unteren Ab- W schnittes der Dichtung des Anschlußrohres befindet, sowie Einrichtungen, um das innerhalb des Rohres befindliche Medium nach außen zu pumpen, während die zweite Zelle eine ebene Anschlußfläche aufweist, in der eine Zutrittsöffnung durch einen Autoklavendeckel verschlossen ist, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige des Anschlußrohres der ersten Zelle.

Ein Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß sie während des Verbindungsvorganges beträchtliche Pluchtungsentfernungen der Achse des Anschlußrohres von der Achse der Zugangsöffnung der zweiten Zelle ermöglicht. Das Annäherungsmanöver braucht deshalb nicht mehr so genau durchgeführt zu werden, und darüber hinaus erübrigt es sich, HilfsfUhrungsflächen vorzusehen, um die Bereiche der Anschlußflächen mit Präzision zusammenzubringen. Es ist ferner vorteilhaft, daß man die Zelle auf einer starren Abstützung aufstellen kann und dadurch eine Beschädigung der das freie Ende des Rohransatzes säumenden Dichtung vermeidet.

Durch die Inbetriebnahme der Pumpeinrichtungen zum Auspumpen des innerhalb des Rohres befindlichen Wassers kann bezüglich des Umgebungsmediums ein Unterdruck hergestellt werden, der das Anlegen der Lippendichtung an ihre Halterung sowie an

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der ebenen Anschlußfläche der zweiten Zelle begünstigt, so daß eine erste Abdichtungszone geschaffen wird, mit der sich .,de,? weitere, Verbindungs vor gang erleichtert.

Um die Abdichtung der vorbeschriebenen Vorrichtung zu verbessern, wird als Halterung der Lippendichtung eine das Ende des Anschlußrohreβ umgebende durchgehende Schneide verwendet, dessen Aufläge sich in der Höhe des Endes der Dichtung am Rohrende befindet· Die Auflage der Sohneide auf der ebenen Anschlußfläohe der zweiten Zelle, insbesondere nachdem innerhalb des Rohres ein Unterdruck erzeugt worden ist, ermöglicht die Durchdringung und Beseitigung von Zsammenballungen oder Ansammlungen evtl. tierischen Ursprungs, die sich auf der Anschlußflache bilden könnten. Darüber hinaus blüet die Schneide selbst eine Dichtung, und ihre Wirkung in Kombination mit derjenigen Lippendichtung trägt dazu bei, die Wirksamkeit der Abdichtung des Rohransatzes selbst im Pall yon Unregelmäßigkeiten der ebenen Anschlußfläche der zweiten Zelle zu gewährleisten.

Bifc Erfindung besteht ferner in der Verbesserung der Dichtheit der Vorrichtung in sämtlichen Meerestiefen, indem als Abdichtung am äußeren Ende des Anschlußrohres eine elastische aufblasbare Dichtung vorgesehen wird, wobei innerhalb der ersten Zelle vorgesehene Einrichtungen sind, um die Dichtung auf einen gewünschten Druck aufzublasen. Auf diese | Weise wird der starke Druck kompensiert, der sich aus dem innerhalb des Rohrs geschaffenen Unterdruck ergibt.

Um die Wirkungen der sehr starken Drücke in größerer Wassertiefe im Hinbliok auf den im Anschlußronr geschaffenen Unterdruck auszugleichen, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Kranz von Schubkolbenmotoren vorgesehen, die vom Inneren der Zelle aus betätigbar sind und deren Kolbenstangen-

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enden bis auf die Höhe des äußeren Endes des Rohres ausgefahren werden können. Wenn der Verbindungsvorgang in Jeder beliebigen Tiefe durchzuführen ist, kann die aufblasbare Dichtung ohne Beschädigung gegen die Anschlußfläche der zweiten Zelle angelegt werden, während die Kolbenstangen der Schubkolbenmotoren auch auf der Anschlußfläche der zweiten Zelle aufliegen und auf diese einen bestimmten Druck ausüben, um dadurch eine Beschädigung, Insbesondere ein Wegwandern der aufblasbaren Dichtung zu verhindern.

Zur weiteren Verbesserung der Abdichtung der Verbindungsvorrichtung wird nach einem anderen Vorschlag der Erfindung außerhalb des mit einer aufblasbaren Dichtung versehenen Endes des Anschlußrohres nach Auflegen dieses Rohrendes auf die ebene Anschlußfläche der ortsfesten zweiten ZeUe eine ringförmige Dichtkammer geschaffen, die von außen nach innen eine Lippendichtung aufweist, die sich an einer Schneide abstützt und eine seitliche Außenwand der Kammer bildet, ein die Schneide abstützender Ring, der mit einer ersten Gruppe von Schubkolbenmotoren der ersten Zelle verbunden ist, ferner eine elastische Membran in Form einer nach oben offenen Ringrinne mit zwei senkrechten, hängenden Stützwänden und einen an dem Anschlußrohr befestigten Ring, der eine Anordnung von AbstUtzschubkolbenmotoren trägt, Außer dem sind in der Zelle Pumpeinrichtungen vorgesehen, um den Inhalt der ringförmigen Dichtkammer zu evakuieren, die nach unten durch die Oberfläche der zweiten Zelle, seitlich durch die Auflageschneide der Lippendichtung sowie durch das Anschlußrohr und nach oben durch den Tragring für die Schubkolbenmotoren, die elastische Membran und den Tragring der Schneide begrenzt ist.

Dieser Vorschlag gestattet es auf einfache Weise, rund um die aufblasbare Dichtung eine abgedichtete Kammer aufzubauen, die

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seitlich durch die elastische Membran begrenzt ist, die sich auf die ebene Anschlußf lache der zweiten Zelle anlegt, wenn das sich zwischen den Schneiden und der aufblasbaren Dichtung befindliche' Medium ausgepumpt wird. Die Auf lage der elastischen Membran auf der Anschlußfläche isoliert die aufblasbare Dichtung/die Lippendichtung voneinander, so daß drei Dichtbereiche entstehen, und zwar zunächst das mit seiner eigenen Dichtung versehene Rohr, ferner der Bereich zwischen dem Rohr und der auf der zweiten Zelle aufliegenden elastischen Membran, sowie der Bereich zwischen der elastischen Membran und der Lippendichtung. ■

Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Durchführung einer Verbindung zwischen zwei Zellen mit Hilfe der vorbeschriebenen Vorrichtung, Wobei sich das Verfahren durch folgende Schritte auszeichnet: ,

a) das Ende des Anschlußrohres der-beweglichen Zelle wird auf die Anschlußfläche der ortsfesten Zelle aufgesetzt,

b) die bewegliche Zelle wird beschwert, damit sie sich auf eine ebene Ofaerflache auflegt, welche den Anschluß der feststehenden Zelle bildet, wobei die Auflage Über die Spitze einer eine Lippendichtung umgebenden Schneide erfolgt und wobei der .Druck, der Schneide evtl. vorhandene Ansammlungen oder Zusammenballungen auf der Anschlußfläche der feststehenden Zelle unterhalb der Schneide zerstört;

c) anschließend wird das innerhalb des Rohres befindliche Medium ausgepumpt, um einen Unterdruck zu schaffen, aufgruhd dessen sieh die Lippendichtung gegen die ebene Oberfläche anlegt.

Das Heränfahreri der beweglichen Zelle von oben gegen die Anschlußfläche dey zweiten. Zelle braucht aufgrund der erfindungsgemäßen Vorschläge nicht besonders genau durchgeführt zu werden, da die Achse des Anschlußrohres sich außerhalb der Achse

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der Anschlußöffnung der zweiten Zelle befinden kann. Die bewegliche Zelle braucht nur beschwert zu werden, um zunächst eine erste Dichtungszone zu schaffen, worauf das in dem Rohr befindliche Medium ausgepumpt wird, um den von der Zelle auf die Schneide ausgeübten Druck und gleichzeitig die Dichtigkeit der Vorrichtung durch Anlage der Lippendichtung zu erhöhen.

Um die Anwendung des Verfahrens in beliebiger Tiefe nach der Beschwerung der beweglichen Zelle zu ermöglichen, wird nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung

w a) in dem Rohransatz ein Unterdruck erzeugt,

b) die am Ende des Rohransatzes angeordnete Dichtung aufgeblasen und

c) der Druck der ausfahrbaren Kolbenstangen der Schubkolbenmotoren auf die Oberfläche neben der Anschlußöffnung der feststehenden Zelle erhöht.

Dieses.Verfahren zeichnet sich durch eine große Anpassungsfähigkeit aus, da zu jeder Zeit die Auflagedrucke auf den Schubkolbenmotoren und auf der elatischen Dichtung gesteuert werden können, so daß der Verbindungsvorgang in jeder Miebigen Meerestiefe durchführbar ist.

Das Verfahren vereinfacht sich, wenn die Dichtigkeit der Vorrichtung beispielsweise dadurch verbessert wird, daß unmittelbar nach der Beschwerung der beweglichen Zelle zum Pestsetzen des Anschlußrohres an Ort und Stelle rund um die Anschlußöffnung der zweiten Zelle ein Unterdruck in der das Rohr umgebenden Diohtkammer erzeugt wird.

Die Erfindung eignet sich zur Anwendung bei sämtlichen vorkommenden Arbeiten unter dem Meeresspiegel, bei denen die Überführung von Person! bei atmosphärischem Druck erforderlich ist, das in einer auf dem Meeresboden befindlichen Zelle Arbeiten zu verrichten hat.

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ORIGINAL INSPECTED

Die Erfindung ißt nachfolgend anhand in den Figuren dargestellter AusfUhrungebeispiele näher erläutert. Es zeigen

Pig· 1 einen soheraatischen Schnitt durch die Verrichtung in einer Ebene, die durch die Achsen zweier zueinander ausgerichteterZelle verlauft,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II in Fig. 1 und Fig. 5 einen schematisohen Axialschnitt durch eine weitere AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung naoh Fig. 1. - .

Entsprechend Fig. 1 sei angenommen, daß sich die Zellen 11 und 12 bereits in der Anschlußstellung befinden. Nur zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung sei vorausgesetzt, daß die Achsen der Autoklavendecke1 15 und 14 beider Zellen miteinander fluchten.

Die Zelle 11 kann jede beliebige Form besitzen und ist aus diesem Grund nur teilweise dargestellt. Desgleichen 1st von der Zelle 12 nur der hier interessierende Bereich im Schnitt durch Schraffur dargestellt. Es sei angenommen, daß es sich bei der Zelle 11 um eine bewegliche Einheit handelt, die beispielsweise zu einem Unterseeboot gehurt bzw. von diesem transportiert wird, wahrend die Zelle 12 auf dem Meeresboden befestigt ist.

Die Ansohlußsohle der feststehenden Zelle besteht aus einem ebenen Bereich 15 rings um den Deckel 14. An die Beschaffenheit der Oberfläche dieses Bereiches werden keine besonderen Anforderungen gestellt.. Beim betrachteten Beispiel kann dieser die öffnung 16 umgebende Bereich aus Beton bestehen. Das Scharnier 17 des Autoklavendeckels 14 öffnet sich in Richtung auf das Anschlußrohr und kann beliebiger Bauart sein.

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Das Anschlußrohr 1 der beweglichen Zelle ist in die Zellenwandung eingebaut und besitzt einen äußeren Abschnitt, der sich zur Aufnahme einer aufblasbaren Dichtung 8 erweitert· Diese Aufnahme ist nach innen begrenzt durch einen am unteren Ende- als Scheide ausgeführten Ring 18 und nach außen durch eine Schneide 10. Ein Abstutzring 19 dient zur Halterung einer Lippendichtung 20 an der Schneide 1-0, die an dem Rand 9 anliegt.

Ein Ring 6 ist außen mit dem Anschlußrohr 1 sowie mit Versteifungsblechen 21 verschweißt und dient zur Halterung einer Gruppe von AbstUtzschubkolbenmotoren 7· Das Anschluß- W rohr 1 enthält eine gewisse Anzahl von öffnungen zur Durchführung von Leitungen, über welche das Rohr und die aufblasbare Dichtung unter Druck oder Unterdruck gesetzt werden. Die Rohrleitung 22 ist über eine Pumpe 4 und ein Ventil 2J> an einen Behälter 3 angeschlossen. Über das Ventil 24 kann der Behälter j5 auf Atmosphärendruck gebracht werden.

Ein zweiter Pumpkreislauf, bestehend aus Rohrleitung 25, Ventil 26, Pumpe 2 und Ventil 27 führt über die Rohrleitung 28 aus der Zelle 11 nach außen, um einen Teil des in dem Anschlußrohr enthaltenen Massers auszupumpen.

t Ein weiterer Kreislauf, der aus dem Ventil 5 und den Rohrleitungen 29 und 50 besteht, ermöglicht eine direkte Verbhdung des Anschlußrohres mit dem Umgebungsmedium. Schließlich ist noch ein Kreislauf vorgesehen, der eine in die . aufblasbare Ringdichtung 8 mündende Leitung 31 aufweist, die über ein von dem Außendruck gesteuertes Ventil J2 an eine nicht dargestelle Pumpe angeschlossen ist.

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Wenn nun eine Person aus der beweglichen Zelle 11, beispielsweise aus einem Unterseeboot, in die ortsfeste Zelle 12 umsteigen will, wird das Unterseeboot senkrecht über den Deckep. 14 gebracht* Das Unterseeboot kann zur Vereinfachung dieses Manövers mit ausfahrbaren Stützfüßen oder Kufen versehen sein. In diesem Fall genügt es, das Boot etwas zu beschweren,; bis es auf seinen Kufen aufliegt und dann denausgewählten Ruheplatz beibehält.

Wenn.« sich die Achse des als Umsteigkanal dienenden Anschlußrohres 1 in der Nähe der Mittelachse des Deckels 14 befindet, ohne daß eine Pluchtung dieser Achsen unbedingt erforderlich ist, werden die nicht dargestellten Kufen oder Stützfuße des Unterseebootes eingebogen, so daß die Schneide 10 auf der Anschlußfläche 15 rund? um den Deckel 14 zur Auflage kommt, Wenn die Verbindung beispielsweise in einer Meerestiefe von 100 m erfolgt, wird das Anschlußrohr 1 mit Hilfe einer kleinen Schleuderpumpe 2 unter einen leichten Unterdruck von z.B. 2 Bar bezüglich der äußeren Bedingungen gebracht. Auf diese Weise wird aufgrund der erheblichen Arbeitstief e. und der·dort vorhandenen Wasserdichte eine Kraft von etwa 26 Tonnen erzeugt. .·-■'-■■-.

Diese Steigerung der Auflagekraft des Rohransatzes auf dem Anschlußba^d-enV15 der ortsfesten Zelle hat die Wirkung, daß von der Schneide 10, die im AuflageTDereich eine Breite- von etwa 1 mm besitzt, auf die; Anschlüßflache 15 ein Druck von

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etwa 525 kg/cm übertragen wird. Dieser hohe Auflagedruck fuhrt zur Zerstörung bzw,Beseitigung von art;!.-vorhandenen Ablagerungen od¥r Zusäminenballungen sich dort abgesetzter Meerestiere oder Pflanzen und zur Erzeugung einer relativen Abdichtung durch Einwalzen oder Eingraben.

Unter Umständen erfährt die Lippendichtung 20 dabei einen Druck von ca. 22 kg pro cm Länge, falls die Abdichtung

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durch die Schneide beeinträchtigt ist, und legt sich auf den Anschlußboden der ortsfesten Zelle. Selbstverständlich kann im Fall einer nicht erreichbaren Abdichtung der Unterdruck in dem Anschlußrohr mit Hilfe der kleinen Pumpe 2 weiterhin aufrechterhalten werden.

Nunmehr werden die Druckkammern 7a der als StützfUße dienenden Schubkolbenmotoren 7 mit einem Druck von 10 Bar entsprechend dem Umgebungsdruck beaufschlagt, und zwar von einem nicht dargestellten Hydraulikkreislauf, der sämtliche Druckkammern parallel beaufschlagt. Das dargestellte Durchmesserverhältnis Jki zwischen den Kolbenstangen und den Kolben läßt die Kolbenstangen ausfahren, so daß sie sich auf die Anschlußfläche 15 mit einer Gesamtkraft von 5,5 Tonnen anlegen. ^Äuf diese Weise kann selbst im Fall von Unregelmäßigkeiten der Anschlußfläche 15 eine wirksame Auflage durchgeführt werden. Nachdem der Hydraulikkreis zur Beaufschlagung der Schubkolbenmotoren verriegelt worden ist, wird die Dichtung 8 über die Leitung J51 aufgeblasen, die an das vorgesteuerte Ventil 32 und eine nicht dargestellte Pumpe angeschlossen ist, um in der Dichtung 8 einen leichten Überdruck bezüglich des Außendruckes herzustellen.

_ Nachdem die Aufblasleitung 31 abgeschlossen worden ist, wird " das Anschlußrohr durch Umfüllen des Wassers in den Behälter J> innerhalb der Zelle 11 bis zur Erreichung des Atmosphärendruckes geleert, wobei die Pumpe 2 nicht in Betrieb ist. Die bewegliche zelle und das daran befestigte Anschlußrohr üben auf diese Weise auf die Anechlußflache 15 eine Kraft von etwa 133 Tonnen aus. Bei fortschreitender Entleerung des Rohres wird der Druck der Hydraulikkammern der Schubkolbenmotoren 7 progressiv bis auf 89 Bar erholt , um die gesamte auf dem Meeresboden wirkende Wasserlast über die Abstützkolben aufzunehmen. Sollte die aufblasbare Dichtung undicht werden, so gewährleisten die Schneidenförmigen Dichtungen

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und die Lippendichtung weiterhin ausreichende Sicherheit, Indem sie selbst die Abdichtung gegenüber dem Wasser vornehmen, ohne daß von Ihnen ein so großer Druck wie durch die Schneide auf die Anschlußfläche I5 aufgebracht wird· Die Breite der Schneidenauflage 1st Im Übrigen so gemessen, daß jegliche Beschädigung der Anschlußfläche vermieden wird. Beim Umsteigen der Personen werden die Deckel 1J> und 14 geöffnet, deren Gewicht durch bekannte Einrichtungen ausgeglichen sein kann. Das öffnen der Deckel erfolgt^eweiis in Richtung des Anschlußrohres.

Diese .Verbindungsart ermöglicht in vorteilhafter Weise auch eine schnelle Trennung der Zellen voneinander. Zu diesem Zweck werden die Autoklavendeckel 15 und l4 geschlossen, und das Wasser wird bei Atmosphärendruck aus dem Behälter J> in das Rohr zurUckgefUllt, worauf man Über das Ventil 5 eine Verbindung zwischen dem Rohr und dem umgebenden Meeresdruck herstellt und auch die aufblasbare Dichtung Über die Leitung belüftet. Die aus dem am Meeresboden herrschenden Druck resultierende Kraft mit Ihren bei der Durchführung des Verbindungsvorganges ausgenutzten Wirkungen wird auf diese Weise schnell wieder beseitigt, so daß die bewegliche Zelle wieder freikommt. Die Schubkolbenmotoren können nachträglich eingefahren werden.

Die Erfindung führt zu weiteren Vorteilen, nämlich: kein Er-' fordern!s der unbedingten Ausfluohtung beim Aufsetzen der beweglichen Zelle; dreifache Abdichtung und Beseitigung bzw. Zerstörung von evtl. Ablagerungen animalischen Ursprungs; keine NaohteiIe aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Anschlußfläche 15, wobei die ringförmige Schneide 18, welche die aufbalsbare Dichtung 8 abstützt, ebenfalls zur Zerstörung bzw. Beseitigung von Ablagerungen beiträgt und ein Fließen der

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aufblasbaren Dichtung verhindert. Auch Form bzw. Querschnitt der Dichtung 8 und ihre Unterbringung vereinfachen das Auswechseln und verhindert ihre Beschädigung beim Aufsetzen des Anschlußrohres auf den Anschlußboden 15* wobei dann die aufblasbare Dichtung sich bezüglich der Auflageschneiden 10 und 18 in leicht zurückgezogenem Zustand befindet.

Im Gegensatz zu anderen bekannten Vorrichtungen werden keine mechanischen Verankerungen der beweglichen Zelle an der feststehenden Zelle benötigt, da in vorteilhafter Weise von den durch den Umgebungsdruck bewirkten Andrückkräften Gebrauch gemacht wird.

Das Umfüllen des Wassers aus dem Anschlußrohr in die bewegliche Zelle oder von der Zelle zurück erfolgt auf einfache Weise mit einem sehr geringen Energieverbrauch, da man zunächst den Druck im Ansatzrohr mit Hilfe der kleinen Pumpe 2 erniedrigt und das Umfüllen dann bei Atmosphärendruck erfolgt. Alle vorgenannten Vorteile bleiben erhalten, unabhängig davon, in welcher Tiefe der Verbindungsvorgang durchgeführt wird.

Wenn man in geringen Tiefen arbeitet, können die als Schubkolben« motoren ausgebildeten Abstützfüße entfallen, und die aufblasbare Dichtung 8 kann evtl. ersetzt werden durch eine Dichtung mit einer bestimmten Breite, die sich auf den Anschlußboden P der ortsfesten Zelle auflegt, bevor die beiderseits bzw. innen und außen davon angeordneten Schneiden den Boden berühren.

In Fig. 3 ißt ein anderes Ausführungäeispiel der Erfindung dargestellt, wobei die mit dem Beispiel nach Fig. 1 und 2 Übereinstimmenden Bauelemente die gleichen Bezugszeichen aufweisen. Bei dieser Variante ist eine aus Schneide 4l und Halterung für eine Lippendichtung 43 bestehende Anordnung an einem Ring 44 befestigt, der mit Hilfe von drei Schubkolbenmotoren 45 aufgehängt ist, deren Kolbenstangen 46 an der Steife 47 mit dem Ring 44 gelenkig verbunden sind.

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ORIGINAL INSPECTED

Ein an dem Anschlußrohr 1 befestigter Tragring 48 für Ab* Stützzylinder 49 dient gleichzeitig zur Halterung des einen Randes einer Gummimembran 50 in Form einer nach oben offenen Ringrinne* Der andere Rand der Membran ist auf dem Ring 44 der Trageinrichtung für die Schneide 4l gehaltert. Beide Membranränder sind durch Winkelringe 51 und 52 an die Auflageringe angedrückt· Die Membran 50 ist seitlich durch die senkrecht verlaufenden ringförmigen Überhänge 53 und 54 der Ringe 44 bzw« 48 unterstützt. Die aufblasbare Dichtung 8 wird nach beiden Seiten gestützt durch zwei senkrechte Ringwände 55 und 56, die ein Wegfließen der Dichtung verhindern.

Wenn die beiden Zellen miteinander verbunden werden sollen, wird die bewegliche Zelle über den zugang der zweiten Zelle gebracht und dann beschwert, worauf die Zelle beispielsweise im Falle eines Unterseebootes auf KUfen wie beim ersten Ausführungsbeispiel aufliegt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Kolbenstangen 46 der Sohubkolbenmotoren 45 zur Halterung des Ringes 44 eingefahren, so daß sich die Schneide 41 in zurückgezogenem Zustand befindet.

Nimmt man wie imvorbesehriebenen Beispiel eine Anschlußtiefe von 100 m an, so werden die Schubkolbenmotoren 45 mit einem Druck von 5 Bar beaufschlagt, so daß ein ausreichender Druck entsteht*, damit der Ring 44 auch durch sein Eigengewicht absinkt, D^Le Auflagekraft der Schneide 41 auf der Anschlußfläche entsprich|,iiu^ehr einem Druck von 16 kg/cm , wenn die Auflagebreite des Messers 2 mm beträgt* Durch diesen Druck werden evtl* ÄblägerijUftgeiL auf der Anschlußflache 15 zerstört und durchdrun^ gen und._¥a^f dl^ese Weise die erste Abdichtung für den Verbindungsvötfgang.. hergestellt * '

Das Unterseeboot zfeiit jetzt seine AbstÜtiSfUße oder Kufen ein, und die durch Anschlußflache 15* Schneide 41, Ring 44*" Membran 15» Ring 48 und Änsatzroh 1 gebildete Ringkanämer wird mit Bezug auf den Umgebungsdruck auf einen leichten Unterdruck gebracht» Die Lippendichtung 4j5 erfährt eine Kraft von 5,5 kg pro cm Länge In dem Fäll* wenn die Schneide 41 keine Dichtung herstellen kann

und legt sich gegei die Anschlußfläche 15, um auf diese Weise die erste Abdichtung herzustellen.

Im Fall einer bleibenden Undichtigkeit wird der Unterdruck durch die kleine Schleuderpumpe 2 weiter aufrechterhalten. Unter der Wirkung des Unterdruckes in der vorbeschriebenen Kammer übt die Schneide 4l auf die Anschlußfläche 15 einen Diu ck von etwa 250 kg/cm² aus, wenn die Auflagebreite der Schneide 2 mm beträgt, womit etwa verbliebene Ablagerungen auf der Auflagefläche zerstört oder zerdrückt werden.

Die aus dem Unterdruck in dem Anschlußrohr resultierende W Kraft von 18 Tonnen wird von der aufblasbaren Dichtung aufgenommen, die Über das vorgesteuerte Ventil 52, das über die Leitung 58 mit der Kammer und Über die Leitung 59 mit der Dichtung 8 in Verbindung steht, auf einen Druck von 10 Bar gebracht wird. Die Dichtung wird in aufgeblasenem Zustand gehalten.

Die Abstutzzylinder 49, deren Innendruck dem äußeren Umgebungsdruck entspricht und deren Kolben frei sind, legen sich mit ihren Kolbenstangen 60 unter der Wirkung des Unterdruckes innerhalb der Kammer gegen die Anschlußfläche 15. In dieser Stellung werden die Zylinder durch Schließen eines

fc Ventils in der nicht dargestellten Betätigungsschaltung ver-W

riegelt. Die Abstützung erfolgt vorzugsweise mit Hilfe von acht gleichmäßig Über den Umfang verteilten Abstutzzylindern·

Das Rohr 1 wird nunmehr Über die Rohrleitung 22 in den Behälter bei AtmeSphärendruck entleert. Die aufgrund der am Meeresboden herrschenden Druckbedingungen auf die bewegliche Zelle und den Rohransatz ausgeübte Kraft steigt nun bis auf etwa IjJO Tonnen an. Diese Kraft wird kompensiert durch elm Erhöhung des Druckes in den Abstutzzylindern bis

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auf einen Wert in der Größenordnung von 80 Bar. Der in der ringförmigen Kammer aufrechterhaltene Unterdruck von 0,5 Bar wird beseitigt, wobei die Schneide 4l und die Lippendichtung 43 eine ausreichende Sicherheit für den Fall bieten, daß die aufblasbare Dichtung undicht wird. Eine schnelle. Trennung der Zellen voneinander erfolgt in gleicher Weise wie bei dem zuvor beschriebenen AusfUhrungsbeispiel.

Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung nur für den Fall der Verbindung zwianen einer beweglichen und einer feststehenden Zelle beschrieben worden ist, deren Zutritts- bzw. Ausstiegsdeckel zueinander vertikale Achsen besitzen, erstreckt sich die Erfindung auch auf solche Verbindungen, bei denen die | Achsen der Zugangedeokel oder -schotten horizontal oder in anderen Richtungen verlaufen· Im Fall von horizontalen Achsen wird die ringförmige Kammer erleichtert und kann beispielsweise duroh zwei blei tstUckeveroteift bzw. aufrechterhalten werden. Die Zylinder zur Abstützung der Kammer kompensieren durch ihre Schubkräfte den Gewichtsverlust. Das Unterseeboot kann mit nicht einfahrbaren oder zurUckklappbaren Kufen versehen sein, um auf diese Weise das Heranfahren des Anschlußrohres an die'vertikal Verlaufende ebene Oberfläche der feststehenden Zelle rund um die Zugangsöffnung zu erleichtern, indem die Kufen auf dem ebenen Meeresboden aufliegen· Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten und beschriebenen, bzw. angedeuteten AusfUhrungsbeispiele beschräikt. |

Claims

DiPL.-iNQ. WILFRID RAECK onncoce 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 . TELEFON (0711) 244003 Jt COMPAONIEIRANCAISE DES PETROLES, Paris 11. Februar I970 / F - C 64 - Patentansprüche

1./Vorrichtung zum Verbinden einer unter Atmosphärendruck stehenden beweglichen Zelle und einer auf¹ dem Meeresboden ortsfesten Zelle, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Zelle (11) ein aus der Zellenwandung herausgeführtes Anschlußrohr (l) zum Durchtritt aufweist, einen Autoklavendetel (15) zum Verschließen des innerhalb der Zelle befindlidien Rohrabschnittes, eine am äußeren Ende des Anschlußrohres angeordnete Dichtung (8), einen das äußere Ende des Ansätzrohres umgebenden, in sich steifen Abstützteil (10), der an seinem äußeren Umfang und an einem seiner Ränder eine Lippendichtung (20) trägt und sich mit seinem anderen Rand in der Höhe der Unterseite der am Rohrende sitzenden Dichtung (8) befindet sowie Einrichtungen (2, 4) zum Auspumpen von Flüssigkeit aus dem Anschlußrohr, während die zweiteZelle (12) eine ebene Anechlußflache (15) mit einer öffnung (16) aufweist, die durch einen Autoklavendeckel (14) verschlossen ist, dessen Durchmesser kleiner 1st -

als derjenige des an der ersten Zelle befestigten Anschlußrohres.

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Dichtwirkung der feste Abstützteil (10) der Lippendichtung eine das Ende des Anschlußrohres umgebende Schneide ist, deren Auflagefläche sich in der Höhe des äußeren Endes der am Rohr sitzenden Dichtung (8) befindet.

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3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am äußeren Ende des Anschlußrohres (1) angeordnete Dichtung (8) ein elastischer aufblasbarer Ring ist, und daß innerhalb der ersten Zelle Mittel vorgesehen sind, um den Dichtring unter einen gewünschten Druck zu setzen.

4» Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislauf zum Aufblasen der Dichtung (8) ein vorgesteuertes Ventil (32) enthält, das auf den Umgebungsdruck der Dichtung anspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß _r^ ein von einem Ventil (5) der beweglichen Zelle aus gesteuer- ~ * tes Leitungssystem (29, 30) vorgesehen ist, welches das Innere des Anschlußrohres mit dem Außenmedium der Zelle verbindet.

6* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der beweglichen Zelle eine an eine in das Anschlußrohr führende Leitung (22) angeschlossene Pumpe (4) vorgesehen ist, die in einen Vorratsbehälter (3) fördert, der über ein Ventil (24) auf Atmosphärendruck belüftbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Pumpsystem vorgesehen ist, welches das Innere des Anschlußrohres (1) mit dem Umgebungsmedium der beweg- i liehen Zelle verbindet, bestehend aus einer in dem Rohr mündenden Leitung (25), einem ersten an die Leitung angeschlossenen Ventil (26, eine an das l&itil angeschlossene Schleuderpumpe (2) sowie eine aus der Zelle nach außen geführte Entleerungsleitüng (28) mit einem zweiten Ventil (27).

8, Vorrichtung nach Anspruch 1, * dadurch gekennzeichnet, da.ß für Arbeiten bei sehr hohen Drücken die bewegliche Zelle (11)

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mit einer kreisförmigen angeordneten Gruppe von AbstUtzzylinder (7) versehen ist, deren Kolbenstangenenden auf die Anschlußflache (15) der ortsfesten Zelle ausfahrbar und von der beweglichen Zelle aus steuerbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Abdichtung außerhalb des mit der aufblasbaren Dichtung (8) versehenen Anschlußrohres (1) nach Aufsetzen des Rohres auf die ebene Anschlußfläche der ortsfesten Zelle (12) eine ringförmige Dichtkammer vorgesehen ist, die von außen nach innen eine Lippendichtung (43) auf-

_ weist, die seitlich an einer Schneide (4l) abgestützt ist W und einen äußeren seitlichen Schirm der Kammer bildet, ferner einen über eine erste Gruppe von Abstützzylindern (45) mit der ersten Zelle (11) verbundenen Ringbauteil zur Halterung der Schneide, eine seitlich an zwei vertikalen Ringwandungen (53, 54) abgestützte elastische Membran (50) in Form einer Ringrinne , ferner einen an dem Anschlußrohr befestigten Ring (48) zur Halterung einer zweiten Gruppe von Abstutzzylindern (49), Pumpeinrichtungen (2) in der beweglichen Zelle zum Auspumpen der ringförmigen Kammer, die nach unten durch die Anschlußfläche (15) der zweiten Zelle, seitlich durch die Auflageechneide (4l) für die Lippendihtung (43) sowie durch das Anschlußrohr und nach oben durch den die zweiten Abstütz- ^ zylinder tragenden Ring, durch die elastische Membran und durch den die Abstützschneide tragenden Ring (44) begrenzt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kammer mit dem Umgebungsmedium durch einen Pumpkreislauf verbunden ist, der eine in der Nähe der aufblasbaren Dichtung (8) mündende Leitung (57) enthält, die über

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ein Ventil an eine Schleuderpumpe, (2) geringer Leistung angeschlossen ist« deren Ausgang Über ein zweites Ventil an das Umgebungemedium geführt ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zutrittsöffnungen./der beweglichen und der ortsfesten Zelle durch Autoklavendeckel (13, 14) abgeschlossen sind, die sich gegeneinander zum Innern des Ansohlußrohres öffnen. .

12. Verfahren zum Verbinden einer unter Atmosphärendruck stehenden beweglichen Zelle mit einer auf dem Meeresboden ortsfesten Zelle, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

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a) die bewegliche Zelle wird mit einem im Innern der Zelle '" geschlossenen Anschlußrohr versehen, das an seinem äußeren Ende außerhalb der Zelle durch Di chtungs- und AbstUtzeinrIchtungen begrenzt und umgeben 1st,

b) die geschlossene Zutrittsöffnung der ortsfesten Zelle wird mit einer ebenen Anschlußoberfläche (15) versehen,

o) das äußere Ende des Anschlußrohres wird über die Zutrittsöffnung der ortsfesten Zelt geführt,

d) diebewegliche Zelle wird beschwert, um die AbstUtz- und Abdiohtungseinrichtungen auf der ebenen Ansohlußoberfläche zur Anlage zubringen,

e) das Anschlußrohr wird entleert zur Erzeugung eines Unterdruokes bezüglich des Umgebungsdruckes und um aufgrund i der am Meeresboden herrschenden Drückbedingungen die beiden Zellen miteinander zu verbinden.

IJ. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Anschlußrohr mit einen Kranz von Abstutzzylindern ausgestattet ist, dadurch

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gekennzeichnet, daß vor der Entleerung des Anschlußrohres zunächst ein leichter Unterdruck bezüglich des Umgebungsdruckes erzeugt wird, worauf die Abstutzzylinder unter Druck gesetzt und in diesem Zustand verriegelt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Anschlußrohr enthaltene Wasser unter Atmosphärischem Druck in einen in der beweglichen Zelle angeordneten Behälter (3) umgepumpt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstütz- und Abdichteinrichtungen eine ringförmige Abdichtkammer bilden, und daß vor dem Auspumpen des Anschlußrohres in der ringförmigen Kammer ein leichter Unterdruck erzeugt wird (Fig. J5).

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das vor dem Auspumpen des Anschlußrohres die aufblasbare Dichtung (8) aufgepumpt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Auspumpen des Anschlußrohres vervollständigt wird, nachdem die Abstutzzylinder (49) unter Druck gesetzt worden sind.

18. Verfahren nach Ansprüchen 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zum Trennen der beweglichen Zelle (11) von der ortsfesten Zelle (12) nach dem Schließen der Zutrittsöffnungen das in dem Behälter (3) der beweglichen Zelle befindliche Wasser in das Anschlußrohr zurUckgepumpt, das Anschlußrohr durch Verbindung mit dem Umgebungsmedium auf den Umgebungsdruck gebracht und die aufblasbare Dichtung (8) belüftet wird.

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