DE4108968C2 - Vorrichtung zum Austauschen eines Gerätes - Google Patents

Vorrichtung zum Austauschen eines Gerätes

Info

Publication number
DE4108968C2
DE4108968C2 DE4108968A DE4108968A DE4108968C2 DE 4108968 C2 DE4108968 C2 DE 4108968C2 DE 4108968 A DE4108968 A DE 4108968A DE 4108968 A DE4108968 A DE 4108968A DE 4108968 C2 DE4108968 C2 DE 4108968C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
tool
valve
fastening tool
device housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4108968A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4108968A1 (de
Inventor
Haaland Terje
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HALAAND ARNE
HOLTA LEIF
Original Assignee
HALAAND ARNE
HOLTA LEIF
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HALAAND ARNE, HOLTA LEIF filed Critical HALAAND ARNE
Publication of DE4108968A1 publication Critical patent/DE4108968A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4108968C2 publication Critical patent/DE4108968C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/035Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • E21B33/038Connectors used on well heads, e.g. for connecting blow-out preventer and riser
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/04Manipulators for underwater operations, e.g. temporarily connected to well heads
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F7/00Shielded cells or rooms
    • G21F7/06Structural combination with remotely-controlled apparatus, e.g. with manipulators
    • G21F7/066Remotely manipulated tools
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/035Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • E21B33/0355Control systems, e.g. hydraulic, pneumatic, electric, acoustic, for submerged well heads
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/02Valve arrangements for boreholes or wells in well heads
    • E21B34/04Valve arrangements for boreholes or wells in well heads in underwater well heads
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49298Poppet or I.C. engine valve or valve seat making
    • Y10T29/49302Repairing, converting, servicing or salvaging
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53087Means to assemble or disassemble with signal, scale, illuminator, or optical viewer
    • Y10T29/53091Means to assemble or disassemble with signal, scale, illuminator, or optical viewer for work-holder for assembly or disassembly
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53552Valve applying or removing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53796Puller or pusher means, contained force multiplying operator
    • Y10T29/5383Puller or pusher means, contained force multiplying operator having fluid operator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Valve Housings (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Austauschen eines Gerätes entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Erfindung, welche ein sehr ausgedehntes Feld von Anwendungen besitzt, befaßt sich mit dem Austausch, Unterhalt und der Reparatur von Geräten in kritischen Arbeitslagen oder an schwer zugänglichen Orten oder in gefährdeter Umgebung.
Die Erfindung ist besonders geeignet für Unterwasseran­ wendung und kann vorteilhafterweise benutzt werden, wenn Instrumente ausgetauscht werden sollen, die in oder nahe bei Unterwasseranlagen angeordnet sind.
Die hauptsächlichen Vorteile der Vorrichtung, des Gerätegehäuses, der Befestigungswerkzeuge und des Verfahrens entsprechend der Erfindung liegen ebenso im Geräteaustausch innerhalb eines Niedrig- oder Hochdrucksystems, in welchem ein brennbares oder explosives oder korrosives Fluid sich in Zirkulation befindet.
Ferner kann die Erfindung vorteilhafterweise in z. B. einer radioaktiven Umgebung benutzt werden, in welcher ein Austausch von Geräten mit Hilfe von Roboterarmen erfolgt.
In jedem Fall sollen die Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnt sind, nur nichteinschränkende Beispiele darstellen, wobei eine Vielzahl weiterer Anwendungsmöglichkeiten neben den besonders erwähnten denkbar sind.
Das Gerät, welches ent­ sprechend der Erfindung ausgetauscht werden soll, kann grundsätzlich irgend eine Art von Gerät oder eine andere Vorrichtung sein und wird im folgenden lediglich als "Gerät" bezeichnet. Es soll jedoch erwähnt werden, daß das Gehäuse dieses Gerätes gemäß der vorliegenden Erfindung während und nach dem Austauschvorgang intakt zu sein hat und daß dieses Gerätegehäuse entsprechend der Erfindung so ausgestaltet ist, daß das Gerät gegen ein Zurückziehen bzw. Ausstoßen aus seiner Arbeitslage (insbesondere offen oder geschlossen) gesichert ist, und daß das Zurückziehen bzw. Ausstoßen des Gerätes aus dem Gerätegehäuse erlaubt ist, um es durch ein neues identisches Gerät zu ersetzen, sobald die das Ausstoßen verhindernde Festlegung aufgehoben worden ist.
In der vorliegenden Erfindung umfaßt die Bezeichnung Gerät insbesondere aller Arten von Ventilen, insbesondere Meßgerätventile, wobei das Gerätegehäuse entsprechend der vorliegenden Erfindung während bzw. nach der Austauschaktion belassen wird; eine Vielzahl von Aufnehmer, wie beispielsweise Druckaufnehmer, Temperaturaufnehmer, Signal- und Meßwertaufnehmer; eine Vielzahl von verschiedenen Sensorvorrichtungen, auch Strömungsmeßinstrumente, wobei alle eine übereinstimmende Gehäuseausgestaltung aufweisen. In jedem einzelnen Fall sind die Ventile, Umwandler, Sensoren und Meßinstrumente an kritischen Stellen oder schwer zugänglichen Plätzen angeordnet, beispielsweise unter Wasser oder in gefährdeten Umgebungen.
Aus der DE-OS 34 06 114 ist beispielsweise ein Gerät zum Austauschen defekter Ventileinsätze von Warmwasser- Zentralheizungsanlagen bei vollem Betrieb der Anlage bekannt. Nach einem Herausschrauben eines Ventileinsatzes aus einem Ventilgehäuse wird dieser Ventileinsatz, der ersetzt werden soll, bis zu einem Anschlag herausgezogen und danach ein Kugelventil geschlossen. Jetzt kann der defekte Ventileinsatz entfernt und durch einen neuen ersetzt werden. Danach erfolgt wieder ein Öffnen des Kugelventils und ein Vorstoßen des Ventileinsatzes sowie ein Eindringen dieses Ventileinsatzes in das entsprechende Ventilgehäuse.
Eine derartige Vorrichtung benötigt ein eigenes Ventil, um beim Austauschvorgang das eigentliche Ventilgehäuse zu verschließen, damit kein in der vom Ventil abgesperrten Leitung befindliches Medium nach außen dringt. Dies ist ein zusätzlicher Aufwand. Ferner ist nicht zu vermeiden, daß doch ein Teil des in der Leitung geförderten Mediums in Bereiche des Kugelventils eindringen, die von dem zu ersetzenden Ventileinsatz durchfahren werden. Diese Leckagen gelangen zu einem späteren Zeitpunkt an die Umwelt.
Eine ähnliche Vorrichtung ist auch in der GB-PS 2 041 807 gezeigt, wobei dort eine Einrichtung zum Auswechseln beispielsweise eines Meßgerätes, einer Elektrode od. dgl. in einer Pipeline beschrieben ist. Auch dort ist zwischen das die alte Elektrode entfernende und durch eine neue Elektrode ersetzende Werkzeuge ein Kugelventil eingeschaltet.
Als konkretes Beispiel für den praktischen Gebrauch der Erfindung innerhalb der Ölindustrie soll der Austausch eines Hochdruckventils (eines Kugelventils) erwähnt werden, welches in einer Förderanlage in Tiefsee installiert ist, wobei im folgenden die Erfindung im wesentlichen in Verbindung mit solch einem Ventilaustausch beschrieben wird. Solch ein Hochdruckkugelventil kann in eine flexible hydraulische Steuerleitung eingeschaltet werden, welche zu einem anderen (Haupt)-Ventil führt, das in einem Bohrlochschieber oder einem sog. Christmas-Tree (Steigrohrkopf) integriert ist.
Um den Austausch solch eines Ventils entsprechend dem Stand der Technik zu bewirken, mußte das Ventil geöffnet oder von Tauchern demontiert werden, wobei die hydraulische Kontrolleitung während des Austauschvor­ ganges offen blieb. Dies erbrachte unvermeidlich die Möglichkeit von Leckagen des Mediums (Hochdrucköl) innerhalb der Steuerleitung, was ein sehr großer Nachteil ist. Ferner ist noch weniger wünschenswert, daß die offene Steuerleitung den Eintritt von Seewasser erlaubt, was eine wesentliche Kontaminationsquelle darstellt.
Wenn eine Steuerleitung durch Seewasser in dieser Weise verschmutzt worden ist, mußte ein Reinigungs- und Spülprozeß durchgeführt werden, bis die gewünschte Sauberkeit der Steuerleitung herbeigeführt wurde. Solch ein Reinigungs- und Spülprozeß, um Seewasser aus der Steuerleitung zu entfernen, wird der Einfachheit halber auf dem vorliegenden Gebiet als "Purging" bezeichnet. Wie zeitaufwendig und teuer solch ein Prozeß sein kann, wird klar, wenn erwähnt wird, daß solche hydraulischen Steuerleitungen, welche gereinigt werden, eine Länge von 10 bis 20 km haben.
Eine frühere Technik zum Austauschen von anderen Geräten, beispielsweise Drucksensorinstrumenten vom Typ eines Meßwertumwandlers, umfaßt die Anordnung einer Vielzahl von identischen Geräten nebeneinander an jedem einzelnen Meßpunkt. Hierdurch können teure Tauchope­ rationen vermieden werden; ein Irrtum oder Fehler an einem Instrument ist durch Umschaltung auf ein anderes, intaktes Instrument korrigierbar. Die Anzahl der Um­ wandler, welche entsprechend diesem Stand der Technik an jedem Meßpunkt angeordnet werden müssen, kann unter­ schiedlich sein, aber früher oder später werden alle von ihnen aufgebraucht sein, so daß dann wieder die Forderung nach einem jetzt stattfindenden Austausch auftaucht. Dann muß man wieder zurückkehren zu einer konventionellen Austauschtechnik mit den darin enthaltenen Beschränkungen, Mängeln und Nachteilen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue wirkungsvolle Vorrichtung der eingangs genannten Art aufzuzeigen, mit der der Austausch von Geräten und anderen Vorrichtungen ausgeführt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt eine Vorrichtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1.
Während der praktischen Realisierung der vorliegenden Erfindung wurden Leckagen in und aus der Pipeline, in welche das Gerätegehäuse eingeschaltet worden war, komplett oder im wesentlichen vermieden. Wenn das Gerät ein Hochdruckventil ist, muß das Gehäuse von ihm in eine Prozeß- bzw. Steuerleitung eingeschaltet werden und hat dann Verbindungen in Form von Einlaß- und Auslaßeinrichtungen für die Leitungen, wobei das Ventil in dem Gehäuse ohne irgend eine Form von Leckagen bzw. Verunreinigungen ausgetauscht werden kann, weder in noch aus der Prozeß- bzw. Steuerleitung. Optimal kann der Geräte­ austausch gemäß der Erfindung auch dann durchgeführt werden, wenn ein Druck in der Prozeß- bzw. Steuerleitung aufrecht erhalten bleibt.
Werkzeug, Gerät, Gerätegehäuse, Befesti­ gungswerkzeuge und Verfahren entsprechend der Erfindung werden in erster Linie in Verbindung mit einer Fernsteuerung benutzt. Wenn sie unter Wasser Anwendung findet, sollte die Erfindung in einer sehr großen Seetiefe angewendet werden können.
Beispielsweise kann die Vorrichtung so konstruiert sein, daß sie auch bei einem Druck von 1.400 bar arbeiten kann.
Das Werkzeuggehäuse umfaßt einen Aufnahmeraum, welcher eine offene Auslaßöffnung besitzt und in welchen das Befestigungswerkzeug, das neue intakte Gerät und ein, die Befestigung aufhebendes Werkzeug in aufeinanderfolgender Weise eingegeben werden, so daß das die Befestigung aufhebende Werkzeug am nächsten an der Auslaßöffnung des Aufnahmeraumes angeordnet ist. Während des Austauschvorganges ist die Auslaßöffnung des Aufnahmeraumes in unmittelbare Nähe der Einsetzöffnung des Gerätegehäuses gebracht und geht über in dessen Ausnehmung zur Geräteaufnahme. Eine Zentrierung, Festlegung und Festhaltung des Werkzeuggehäuses an dem Gerätegehäuse wird durchgeführt, wonach das die Be­ festigung aufhebende Werkzeug aktiviert wird, um die Befestigung des defekten Instrumentes an dem Geräte­ gehäuse aufzuheben. Danach findet eine lineare Ausschub­ bewegung statt, während welcher das die Befestigung aufhebende Werkzeug und im folgenden das neue und intakte Instrument in die das Gerät aufnehmende Aus­ nehmung des Gerätegehäuses eingedrückt wird. Während dieser Einführungsphase der Austauschaktion (die Festlegung des neuen Gerätes in dem Gerätegehäuse schließt den Austausch ab), treten Dichtungselemente an dem die Befestigung aufhebenden Werkzeug und an dem neuen, intakten Gerät in Aktion und verhindern ein Eindringen von Fluid aus der Umgebung in das Gerätegehäuse.
Schließlich wird das Befestigungswerkzeug der Vorrichtung aktiviert, wobei das Befestigungswerkzeug dazu geeignet ist, die Festlegung des neuen Gerätes innerhalb des Gerätegehäuses zu bewirken. Beispielsweise kann die Befestigung des defekten Gerätes durch eine Drehung von 90° aufgehoben werden und beispielsweise kann die Befestigung des neuen Gerätes durch eine ähnliche Drehung um 90° wiederum bewirkt werden, und zwar entweder in die entgegengesetzte Richtung oder in die gleiche Richtung wie die zuerst erwähnte Drehung.
Das Gerätegehäuse entsprechend der Erfindung ist mit einer durchgehenden Ausnehmung zur engen Aufnahme von Geräten und auch Befestigungseinrichtungen ausgebildet, welche zum lösbaren Eingreifen mit Befestigungseinrich­ tungen an dem Gerät geeignet sind, wobei die durch­ gehende Ausnehmung des Gerätegehäuses über die gesamte Länge die gleiche Querschnittform und Größe aufweist, welche mit der Querschnittsform und Größe des Gerätes korrespondiert, so daß das Gerätegehäuse zum einen zum Einsetzen eines (neuen intakten) Gerätes in eine festgelegte Arbeitsposition und zum anderen zum Durchschieben bzw. Ausschieben eines (defekten) Gerätes dient, welches ausgetauscht wird.
Das Verfahren entsprechend der Erfindung zum Aus­ tauschen eines Gerätes innerhalb eines Gerätegehäuses, besteht im wesentlichen in einem Aufheben der Festlegung des defekten Gerätes gegen ein Herausziehen oder Herausstoßen aus dem Gerätegehäuse. Danach wird das defekte Gerät aus dem Geräte­ gehäuse mittels des die Befestigung aufhebenden Werk­ zeuges ausgestoßen, welches seinerseits in ein und demselben Einschub- bzw. Ausstoßvorgang aus dem Gerätegehäuse mittels eines neuen intakten Gerätes aus­ gestoßen wird. Letzteres wird dabei gleichzeitig durch ein kolbenbeeinflußtes Befestigungswerkzeug in das Gerätegehäuse eingedrückt, wobei es dort den Platz und die Stellung des ausgestoßenen, defekten Gerätes einnimmt. Sodann wird das neue intakte Gerät, welches in das Gerätegehäuse eingedrückt wurde, an dem Gerätegehäuse mittels des Befestigungswerkzeuges fest­ gelegt, welches grundsätzlich dieselbe strukturelle Konstruktion aufweisen kann, wie das die Befestigung aufhebende Werkzeug.
Da an dem die Befestigung aufhebenden Werkzeug und dem neuen, intakten Gerät für eine Fluidabdichtung Sorge getragen wurde, wird in Verbindung mit der querschnittlichen Ausgestaltung des die Befestigung aufhebenden Werkzeuges bzw. Gerätes im Verhältnis zum Gerätegehäuse Leckagen durch das Gerätegehäuse vermieden und zwar sowohl aus, wie in diese Leitungen bzw. Schläuche, welche mit dem Gerätegehäuse gekoppelt sein können. Somit ist, wenn das Gerätegehäuse in eine Prozeß- bzw. Steuerleitung eingeschaltet ist, eine Kontamination sowohl dieser Leitung als auch der Umgebung dieser Leitung während des Geräteaustausches vermieden.
Das Werkzeug, das Gerätegehäuse, das die Be­ festigung bewirkende und das die Befestigung aufhebende Werkzeug und das Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung basieren zum einen auf einer linearen Bewegung, zum anderen auf einer einfachen Drehung um eine Achse, welche mit der Bewegungsrichtung übereinstimmt. Solche einfachen, nicht zusammengesetzten Bewegungen ermöglichen in erster Linie einen einfachen Austausch von Geräten der vorliegenden Art und zum zweiten sind die Vorraussetzungen zur Steuerung des Austauschsystems günstig.
Beispiele und bevorzugte Ausführungsformen der Erfin­ dung sind nachfolgend näher erläutert, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in welcher
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch ein leeres Werkzeuggehäuse und ein leeres Gerätegehäuse in der Form eines Ventilgehäuses zeigt;
Fig. 2 zeigt in einem axialen Querschnitt und Seitenauf­ riß ein vergrößert dargestelltes leeres Ventilgehäuse;
Fig. 3 zeigt in einem Längsschnitt und Seitenaufriß ein auszutauschendes Gerät in Form eines Hochdruck­ kugelhahnes ohne ein umgebendes Ventilgehäuse;
Fig. 4 entspricht Fig. 3, jedoch ist hier der Längs­ schnitt bzw. der Seitenaufriß um 90° im Ver­ hältnis zur Fig. 3 gedreht;
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf das Gerät bzw. das Ventil gemäß den Fig. 3 und 4;
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt und Seitenaufriß des Ventils gemäß den Fig. 3 bis 5 im Zusammenbau mit dem Ventilgehäuse gemäß den Fig. 1 und 2, wobei die Schnittebene wie bei den Fig. 2 und 3;
Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt und Seitenaufriß eines Werkzeuges zum Festlegen bzw. zur Aufhebung der Festlegung eines Ventils im Ventilgehäuse;
Fig. 8 ist eine Bodendraufsicht auf das Werkzeug gemäß Fig. 7;
Fig. 9 entspricht Fig. 7, jedoch ist hier der Seitenaufriß bzw. die Längsschnittebene um 90° im Verhältnis zur Fig. 7 gedreht;
Fig. 10 zeigt eine perspektivische, von unten schräg ansteigende Darstellung des Werkzeuges gemäß den Fig. 7 bis 9.
Im Grundsätzlichen basiert die Erfindung auf dem Gebrauch eines Gerätegehäuses, d. h., eines Gehäuses, welches eine besondere Ausführung aufweist, die die Anpassung an verschiedene Arten von Geräten erlaubt, wie beispielsweise Ventile, Sensoren, Meßelemente, Übertragungselemente usw. und wobei das Gehäuse ebenfalls ein einfaches, schnelles und effizientes Austauschen des Gerätes ermöglicht, um es anzupassen. Das Gerätegehäuse kann in insbesondere pneumatische oder hydraulische Steuerleitungen eingeschaltet werden und wird nicht als solches ausgetauscht. Die Konstruktion des Gerätegehäuses kann so einfach und wirksam ausgestaltet werden, daß es eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer aufweist, d. h., eine Lebensdauer, welche zumindest einem normalen zeitlichen Gebrauch entspricht, in welchem das in Frage stehende System benutzt wird. Um den Geräteaustausch vollziehen zu können, wurde ein spezielles Werkzeug konstruiert und dieses Werkzeug wird ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfaßt.
In Fig. 1 ist das Gerätegehäuse, welches im folgenden als Ventilgehäuse bezeichnet wird, da die beispielhafte Ausführungsform einen Ventilaustausch zeigt, durch die Bezugszahl 1 gekennzeichnet; 2 bezeichnet das Werkzeug, wobei dessen Gehäuse mit 2′ gekennzeichnet ist. Gemäß Fig. 1 ist das Werkzeug an das Ventilgehäuse 1 angekoppelt, um einen Ventilaustausch vorzubereiten, jedoch, wie oben erwähnt, sind in dieser Figur sowohl das Ventilgehäuse wie auch die Werkzeugvorrichtung der Übersichtlichkeit halber leer dargestellt.
In der durchgehenden Ausnehmung 1′ des Ventilgehäuses 1 wird ein Ventil und in dem Aufnahmeraum 3 des Werkzeugs 2 (von unten nach oben gemäß Fig. 1) ein die Befestigung aufhebendes Werkzeug, ein neues Ventil und ein Befestigungswerkzeug angeordnet. Die aneinandergrenzenden oder sich anliegenden Oberflächen zwischen den verschiedenen, nicht gezeigten Ventilen bzw. Werkzeugen sind mit a, b und c gekennzeichnet; a kennzeichnet die Grenzfläche zwischen einem nicht gezeigten defekten Ventil innerhalb des Ventilgehäuses 1 und einem nicht gezeigten, die Befestigung aufhebenden Werkzeuges innerhalb des Aufnahmeraumes 3; b bezeichnet die Grenzfläche zwischen dem genannten, die Befestigung aufhebenden Werkzeug und einem nicht gezeigten neuen Ventil innerhalb des Aufnahmeraumes 3, während c die Grenzfläche zwischen dem genannten neuen Ventil und einem nicht gezeigten Befestigungswerkzeug (zum Befestigen dieses neuen Ventils an dem Ventilgehäuse 1) innerhalb des Aufnahmeraumes 3 aufzeigt.
Das Ventilgehäuse (siehe insbesondere Fig. 2) ist einstückig ausgebildet und entsprechend dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit Anschlüssen 4 versehen, welche hier in Form von mit einem Innengewinde versehenen ausgerichteten Bohrungen gezeigt sind, die in Fluidverbindung mit der ventilangepaßten Ausnehmung 1′ des Ventilgehäuses 1 durch eine kurze Bohrung oder einen jeweiligen Durchlaß 5 stehen, wobei die Durchlässe 5 die sog. Fluidleitung des Ventils bilden.
Die querschnittliche Form und Größe der Ausnehmung 1′ ist im Hinblick auf ein Einbringen, Ausbringen und Durchdrücken dieses Ventils oder anderer Elemente dimensioniert worden und das Gehäuse 1 entsprechend angepaßt, wobei dieses im Hinblick auf gewünschte Dichtigkeitseigenschaften geringfügig geringere äußere Dimensionen aufweist. Es erscheint ferner geeignet, daß das Ventil bzw. Gerät im wesentlichen dieselbe axiale Länge aufweist, wie die Bohrung oder Ausnehmung 1′ des Gehäuses, jedoch kann, wenn ein einstellbares Ventil oder ein einstellbares Gerät eingebaut ist, insbesondere wenn es eine Einstellbarkeit zwischen einer offenen und einer ge­ schlossenen Position aufweist, das Ventil bzw. Gerät ein Betätigungselement aufweisen, welches sich über das Gehäuse hinaus erstreckt. Dieser Aspekt wird später näher erläutert.
Weiterhin ist das Ventilgehäuse 1 mit Führungen zum Ausrichten des Werkzeugs 2 im Verhältnis zu dem Ventilgehäuse 1 versehen. Am Ventilgehäuse 1 besitzen diese Führungen die Form von axialen Führungsbohrungen 6, welche in einem axialen Endbereich vorgesehen sind und in welche entsprechende Führungs­ stifte 7 an der gegenüberliegenden Stirnfläche des Gehäuses 2′ des Werkzeugs 2 eingreifen. Um die Führung zu erleichtern, insbesondere ein Verklemmen zu vermeiden, können die Führungsstifte 7 konisch geformt sein. Wenn diese Führungselemente 6, 7 in Ein­ griff gebracht sind, ist das Werkzeuggehäuse 2′ in Bezug auf das Ventilgehäuse 1 zentriert.
Das Ventilgehäuse 1 ist mit radialen Rastbohrungen 8 in der Gehäusewand versehen. Verschiebbare, in dem Ventil angeordnete Rastkugeln, werden in Eingriff mit diesen Rastbohrungen 8 gebracht, wenn ein Ventil innerhalb des Ventilgehäuses 1 positioniert ist. Eine Erklärung für diesen Rastmechanismus, welcher die Kugeln und Rastbohrungen 8 umfaßt, wird später gegeben. Weiterhin ist das Ventilgehäuse 1 mit einer ringförmigen Umfangsnut 9 versehen, welche einen trapezartigen Querschnitt aufweist.
Vor oder während des Austauschvorganges müssen zwei oder mehr drehbar angeordnete Fanghaken 10 in Eingriff mit der Umfangsnut 9 gebracht werden, wobei die Haken bei 11 angelenkt und als Zweiarmhebel ausgebildet sind und hakenförmige Enden 10′ besitzen, welche als Greif- oder Fanghaken dienen. Eine weitere Bezugnahme auf diese Befestigungs- oder Klammereinrichtungen 9, 10, 10′, 11 wird später in Verbindung mit der Beschreibung eines Ventilaustauschvorganges vorgenommen. Hier soll nur erwähnt werden, daß das Fixieren bzw. Klammern vor Beginn des Austauschvorganges stattfindet und beibehal­ ten wird, bis dieser beendet ist.
Das Gerät, welches entsprechend der Erfindung ausgetauscht werden soll, wird in der gezeigten Ausführungsform durch ein Ventil dargestellt, welches ingesamt durch die Bezugszahl 12 bezeichnet und separat in den Fig. 3 bis 5 dargestellt ist. Zuerst soll dieses Ventil 12 ganz kurz beschrieben werden, eine detailliertere Erklärung folgt später.
Ein Ventil oder ein anderes Gerät, welches gemäß der vorliegenden Erfindung austauschbar ist, enthält alle funktionellen Komponenten einschließlich Verschleißteile und -dichtungen abhängig vom Gebrauch und Alter. Das Ventil 12 ist so geformt, um möglichst dicht in die Ausnehmung 1′ des Ventilgehäuses 1 zu passen und ist mit Stützringen 13, Dichtungsträgern 14, Dichtungen 15 und Rastmechanismen versehen, welche die genannten Rastkugeln 16, 16′ zum rastenden Eingreifen in die Rastbohrungen 8 des Ventilgehäuses 1 umfassen. Der eigentliche Ventilkörper hat die Form einer Kugel 17.
Die übrige konstruktive und funktionelle Ausgestaltung des Ventils wird im übrigen in einem späteren Abschnitt erläutert.
Nunmehr erfolgt eine vorläufige Beschreibung des Werk­ zeugs 2. Dessen Aufnahmeraum 3 ist, wie vorgängig erwähnt, zur Anpassung an zumindest ein neues Ventil 12 so geformt, um den Austausch des Ventils in einem Ventilgehäuse 1 unter Wasser zu ermöglichen. Mit Unterwasser-Ventilen oder anderen Instrumenten wird gewöhnlich ein Austauschvorgang mittels eines indirekt betätigten sog. Mini-Unterwasserbootes oder einer anderen Vorrichtung bewirkt. Zusätzlich zu den Führungsstiften 7 und den Fanghaken 10, 10′ kann das Werkzeug 2 so geformt sein, daß es weitere spezielle Funktionen besitzt, insbesondere ausgerichtet auf ein anderes spezielles, aber nicht gezeigtes Gerät.
Nunmehr wird auf die Fig. 3 bis 6 und insbesondere auf Fig. 6 Bezug genommen, in welcher das Ventil 12 einen Einsatz in dem Ventilgehäuse 1 bildet. Zusätzlich zu den Stützringen 13, Dichtungen 15, Ventilkugel 17 und Rastkugeln 16, 16′ umfaßt das Ventil 12 auch einen Bodeneinsatz 18, einen stangenförmigen Einsatz 19, eine Sperrmutter 20, eine Gegenmutter 21 und einen Sperr­ iegel 22. Darüber hinaus umfaßt das Ventil 12 eine Anzahl von Umfangsrinnen, welche Dichtungsringe 23 bis 23′′′ aufnehmen, die in besonderem axialem Abstand angeordnet sind, um zu jeder Zeit, bezogen auf die relativen Positionen des Ventils 12 und des Ventil­ gehäuses 1 entlang ihrer gemeinsamen Achse 24 eine Fluidundurchlässigkeit aufrecht zu erhalten. Wenn das Ventil 12 innerhalb des Ventilgehäuses 1 in Position ist, überragt nur die Gegenmutter 21 und ein kleiner Teil der Sperrmutter 20 das Ventilgehäuse 1. Dann sind die Achse 25 der Düsenkugel 17, die Dichtungsträger 14 und die Stützringe 13 in Achsrichtung der Fluiddurchlässe 5 in dem Ventilgehäuse 1 ausgerichtet angeordnet. Ferner besitzt das Ventil sich diametral gegenüberliegende Bohrungen 26 zum Einrasten von Rastkugeln 16, 16′.
Die Sperrmutter 20 ist mit einer umfangsseitigen Ausnehmung 20′ versehen um einen Teil der radial am weitesten innen angeordneten Rastkugel 16 eines jeden Paars von Rastkugeln aufzunehmen. Die Aus­ nehmung 20′ ist exzentrisch im Verhältnis zu der Achse 24 angeordnet, so daß ein Drehen der Sperrmutter 20 um die Achse 24 ein radial nach außen gerichtetes Heraus­ drücken der Rastkugeln 16, 16′ bewirkt, um einen Teil der außen angeordneten Rastkugel 16′ in die Rastbohrungen 8 des Ventilgehäuses 1 einzudrücken. In Fig. 4 ist der Rastmechanismus 16, 16′, 20, 20′ in einer nicht aktivierten Position gezeigt. Eine nähere Beschreibung des Ventils 12 folgt im Zusammenhang mit der detaillierten Erklärung des Austauschvorganges.
Unter Bezugnahme auf die erwähnten Grenzflächen a bis c in Fig. 1 deuten die Bezugszahlen in Klammern die Anordnung von zwei Drehschlüsseln, im folgenden als erstes und zweites Befestigungswerkzeug 27, 27′ bezeichnet und ein dazwischen angeordnetes neues Ventil 12′ an.
Grundsätzlich können die Befestigungswerkzeuge 27; 27′ eine identische Ausgestaltung haben, da sie in dem Ausführungsbeispiel eine technisch äquivalente Dreh­ funktion um die gleiche Achse 24 besitzen. Dementsprechend ist nur ein Befestigungswerkzeug 27 in den Fig. 7 bis 10 gezeigt worden, wobei dessen weitere Beschreibung folgen wird.
Das Werkzeuggehäuse 2′ ist im Bereich der Grenzfläche c mit diametral gegenüberliegenden Zylinderbohrungen 28 für hydraulisch betätigte Kolben 29 versehen, welche dazu bestimmt sind, die Fanghaken 10 in ihre Klemmstellung und dabei das hakenförmige Ende 10′ in Eingriff mit der Umfangsnut 9 des Ventilgehäuses 1 zu bringen. Wenn der hydraulische Druck nach Vollendung der Austauschaktion aufgehoben wird, bewegen Druckfedern 30 die Fanghaken zurück in ihre nicht aktive Ausgangsposition.
In dem Aufnahmeraum 3 ist ein Ausstoßkolben 31 und eine Kolbenstange 32 verschiebbar angeordnet. Der Kolben 31 ist gegen Drehung gesichert, wobei zu diesem Zweck die Kolbenstange 32 einen nicht runden sondern beispielsweise hexagonalen Querschnitt aufweist und in einer entsprechend geformten Bohrung im Endbereich 2″ des Werkzeuggehäuses 2′ geführt ist. Der Kolben 31 hat eine vorgegebene Hublänge, welche von der länglichen Ausdehnung der Kolbenstange 32 bestimmt ist, und einen Endanschlag 33.
Die Führungsstifte 7 des Werkzeuggehäuses 2′ sind so geformt, daß sie nicht in den Führungsbohrungen 6 bei geringfügig abweichender Genauigkeit ihrer Ausbildung stecken bleiben. Hierfür hat es sich als praktisch erwiesen, wenn diese Stifte konisch ausgestaltet sind.
Das Befestigungswerkzeug (Drehschlüssel) 27 bzw. 27′ - ihre Anordnung ist mit "(27)" und "(27′)" in Fig. 1 bezeichnet - ist ferner in den Fig. 7 bis 10 gezeigt. Jedes dieser Befestigungswerkzeuge weist ein zylindrisches Gehäuse 34 auf, welches eine durchgehende Bohrung 35 besitzt und zwei diametral gegenüberliegende sich axial erstreckende, längliche Ausnehmungen 36 in der Wand des Gehäuses 34 aufweist. Des weiteren ist das Gehäuse 34 mit 5 Umfangsnuten (ohne Bezugszahlen) auf ihrem äußeren Mantel versehen. Die Nuten haben eine spezielle gegen­ seitige übereinstimmende Beabstandung und dienen zum Zwecke der Anordnung eines Dichtungsrings 37.
Innerhalb der durchgehenden Bohrung 35 des Gehäuses 34 ist ein Gleitring 38 zum Gleiten zwischen einem Zwischenboden 39 und einem Aufsteckschlüssel 40 angeordnet, dessen hexagonale Aufnahmeöffnung mit 40′ bezeichnet ist. Der Aufsteckschlüssel 40 ist mit zwei diametral gegenüberliegenden helixförmigen Ausnehmungen in der Wand versehen (siehe insbesondere Fig. 10). Um den Aufsteckschlüssel 40 innerhalb des Gehäuses 34 festzulegen, ist ein Sprengring innerhalb einer ent­ sprechenden Befestigungsnut 42 vorgesehen.
Durch die helixförmigen Ausnehmungen 41 in dem Aufsteckschlüssel 40 und die axial sich erstreckende längliche Nut 36 in dem Gehäuse 34 erstreckt sich ein Drehmomentstift 43, der in einer Bohrung am unteren Ende einer zentralen Kolbenstange 44 angeordnet ist. Am gegenüberliegenden oberen Ende der Kolbenstange 44 sitzt ein Antriebskolben 45, welcher zum Zwecke seiner Aktivierung mit hydraulischer Druckflüssigkeit durch Bohrungen 46 in der Wand des Gehäuses 34 versorgt werden kann. Das Gehäuse 34 ist mit Führungslöchern 47 an beiden Enden für Führungsstifte 48 versehen, welche sowohl das Ausgleichen des Dreh­ moments wie auch eine Drehung während der Austauschaktion verhindern.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Wenn das Ventil 12 - oder ein anderes Gerät - und das Ventilgehäuse 1 (das Gerätegehäuse) miteinander verbun­ den sind und sich in Gebrauchslage befinden, hält die Sperrmutter 20 die Rastkugeln 16′ in Rastlage innerhalb der Rastbohrungen 8 des Ventilgehäuses 1, so daß das Ventil 12 gegen ein Herausstoßen aus dem Ventilgehäuse 1 gesichert ist. In dieser Ar­ beitsstellung stützen sich die Stützringe 13 gegen die Wandbereiche ab, welche die Ausnehmung 1′ in dem Ventilgehäuse 1 bilden, so daß die gleiche Anordnung zwischen den Dichtungsträgern 14 und der Ventilkugel 17 wie in einem normalen Kugelventil erreicht ist.
Nunmehr kann mit Hilfe der Gegenmutter 21 über den stangenförmigen Einsatz 19 die Ventilkugel 17 betätigt werden, so daß das Ventil 12 geöffnet bzw. geschlossen wird. Das Öffnen bzw. Schließen kann entweder durch ein Spezialwerkzeug, ein Handwerkzeug oder einen stationären Handgriff bewirkt werden.
Wenn ein Gerät, beispielsweise das Ventil 12, innerhalb des Ventilgehäuses 1 gemäß Fig. 6 ausgetauscht werden muß, so erfordert dieser Arbeitsgang ein Beladen des Aufnahmeraumes 3 des Werkzeugs 2 oberhalb des Wasserspiegels. Dies wird dadurch bewirkt, daß der Ausstoßkolben 31 in seine innerste Gebrauchslage entsprechend Fig. 1 zurückgezogen wird. Danach wird ein zweites Befestigungswerkzeug 27′ soweit in den Aufnahmeraum 3 eingesetzt, daß seine innere Stirnfläche an der aktiven Stirnfläche des Kolbens 31 anstößt. Zweck dieses zweiten Befestigungswerkzeuges 27′ ist es, das neue Ventil 12′ gegen ein Herausziehen zu sichern, nachdem es seine Arbeitslage innerhalb des Ventilgehäuses 1 eingenommen hat (wobei vorausgesetzt wird, daß es nahe dem Seegrund ausgesetzt wird). Danach wird das neue Ventil 12′ in den Aufnahmeraum 3 eingesetzt, bis es an der Stirnfläche des Gehäuses 34 des zweiten Befestigungswerkzeuges 27 anschlägt. Schlußendlich wird das erste Befestigungswerkzeug 27 in seine Arbeitsstellung in dem Aufnahmeraum 3 eingedrückt. Zweck des ersten Befestigungswerkzeuges 27 ist es, die Festlegung 16′, 20 des defekten Ventils 12 in dem Ventilgehäuse 1 aufzuheben.
Das neue Ventil 12′ und die Befestigungswerkzeuge 27, 27′ werden in den Aufnahmeraum 3 der Werkzeugvorrichtung 2 mittels einer konischen Einbringeinrichtung (nicht gezeigt) eingesetzt, welche die Dichtungen 23 bis 23′′′ und 49 bzw. die Dichtungen 37 in eine Arbeitsstellung während dem Einbringen des Ventils 12′ bzw. der Befestigungswerkzeuge 27, 27′ in den Aufnahmeraum 3 bringt.
Während diesem Einsetzen sind zusammenwirkende Führungsstifte und Führungslöcher 48, 47 an den benachbarten Einheiten 27, 12′, 27′ zur korrekten Positionierung sowohl des Ventils 12′ als auch der Befestigungswerkzeuge 27, 27′ im Verhältnis zu dem Kolben 31 vorgesehen. Nach beendetem Einsetzvorgang befindet sich das erste Befestigungswerkzeug 27 mit seiner untersten Stirnfläche (Grenzfläche a) in einer Ebene mit der unteren Stirnfläche des Werkzeuggehäuses 2′.
Das Werkzeug 2 ist so konstruiert, daß die Kolbenstange 32, die Fanghaken 10 und die Führungsstifte 7 geschützt innerhalb von Ausnehmungen in dem Werkzeuggehäuse 2′ ruhen. Deshalb ist es unwahr­ scheinlich, daß mögliche Kollisionen auf dem Weg zum Ventilgehäuse 1 einen Werkzeugschaden oder einen anderen Schaden verursachen.
Damit ist das Werkzeug 2 beladen worden und bereit, um an einem ferngesteuerten Unterwasserfahrzeug angebracht zu werden.
Das defekte Ventil 12 (Fig. 6) kann nun durch ein neues intaktes Ventil 12′ (Fig. 1) durch folgenden Vorgang ersetzt werden:
Ein ferngesteuertes, nicht gezeigtes Unterwasserfahr­ zeug (Mini-U-Boot) wird so gesteuert, daß es das beladene Werkzeug 2 zum Meeresboden bringt, wo das defekte Ventil 12 zum Austauschen festgestellt wurde. Das Werkzeug 2 wird so manövriert, daß die Führungsstifte 7 in Eingriff mit den Führungs­ bohrungen 6 in dem Ventilgehäuse 1 gebracht werden. Wenn der Aufnahmeraum 3 des Werkzeugs 2 nicht genau im Verhältnis zum Ventilgehäuse 1 zentriert ist, erfolgt eine korrekte Zentrierung, wenn die Fanghaken 10 aktiviert werden.
Die Fanghaken 10 werden dazu benutzt, das Werkzeug 2 gegen das Ventilgehäuse 1 zu ziehen, wobei ein Dichtungsring 50 in einer Ringnut in der Stirnfläche des Werkzeuggehäuses 2′ bei den Führungsstiften 7 abdichtend gegen die gegenüberlie­ gende Stirnfläche des Ventilgehäuses 1 anliegt, damit verhindert wird, daß Seewasser oder andere Verunreini­ gungen in das Ventilgehäuse 1 eindringen können, solange der Austauschvorgang stattfindet.
Um das defekte Ventil 12 zu entnehmen, muß zuerst der Rastmechanismus 20, 16, 16′, 8 deaktiviert werden. Dies erfolgt durch Anlegen eines hydraulischen Druckes an das erste Befestigungswerkzeug 27 durch eine Öffnung 51 in dem Werkzeuggehäuse 2′ und die Bohrungen 46 in dem Gehäuse 34. Dies bewirkt ein Verschieben des Antriebskolbens 45, wobei er den Drehmomentstift 43 mitnimmt, welcher infolge seiner Führung innerhalb der sich axial erstreckenden, länglichen Nuten 36 nicht drehen kann (siehe Fig. 10). Dementsprechend verursacht die Anordnung des linear bewegbaren Drehmomentstiftes 43 in den helixförmigen Ausnehmungen 41 des Aufsteckschlüssels 40 eine Drehung des Aufsteck­ schlüssels 40 und der Sperrmutter 20. Die Sperrmutter 20 wird beispielsweise um 90° gedreht, wobei den Rastkugeln 16, 16′ die Möglichkeit gegeben wird, sich nach innen radial zu bewegen, so daß sie aus ihrem Rasteingriff in den Rastbohrungen 8 des Ventilgehäuses 1 gelangen. Die Bewegung der Rastkugeln 16, 16′ zwischen einer aktiven und einer inaktiven Position kann am leichtesten durch eine exzentrische Ausbildung der umfangswärtig angeordneten Ausnehmung 20′ erreicht werden, in der sie innerhalb der Sperrmutter 20 aufgenommen sind. Selbstverständlich hindert nichts den Gebrauch eines gänzlich anderen Rastmechanismus.
Nunmehr ist ein Zustand erreicht, bei dem ein einfaches Einstoßen des neuen Ventils 12′ in das Ventilgehäuse 1 bei noch vorhandenem defektem Ventil 12 stattfinden kann, welches darin lediglich durch Reibung zwischen den Dichtungen 23 bis 23′′′ und 49 und der inneren Oberfläche der Ausnehmung des Ventilgehäuses 1 zurückgehalten wird.
Das Eindrücken des neuen Ventils 12′ in das Ventil­ gehäuse 1 findet während eines kontinuierlichen Kolben­ hubs unter Anlegung eines hydraulischen Druckes in den Aufnahmeraum 3 durch einen axialen Einlaß 52 in dem Endbereich 2′′ des Werkzeuggehäuses 2′ statt. Der Ausstoßkolben 31 stößt zuerst das defekte Ventil 12 aus dem Ventilgehäuse 1 über das erste Befestigungswerkzeug 27, das neue Ventil 12′ und das zweite Befestigungswerkzeug 27′ aus. Danach wird das erste Befestigungswerkzeug 27 durch und aus dem Ventilgehäuse 1 über das neue Ventil 12′ und das zweite Befestigungswerkzeug 27′ gepreßt. Sodann wird das neue Ventil 12′ unmittelbar darauf folgend in das Ventilgehäuse 1 eingestoßen. Hierbei ist die Hublänge des Ausstoßkolbens 31 durch die Kolbenstangenlänge und den Endanschlag 33 so einge­ stellt, daß eine weitere Bewegung des Ausstoßkolbens dann verhindert ist, wenn die Stirnfläche des neuen Ventils 12′ mit den Stirnflächen des Ventilgehäuses 1 fluchtet.
Nunmehr ist das neue Ventil 12′ in Arbeitslage in dem Ventilgehäuse 1 und es bleibt nur übrig, dieses gegen ein Herausziehen bzw. Ausstoßen aus dem Ventilgehäuse 1 zu sichern. Zu diesem Zweck wird das zweite Befestigungswerkzeug 27′ aktiviert. Zu diesem Zeitpunkt nimmt letzteres eine derartige Lage in dem Aufnahmeraum 3 ein, daß es hydraulischen Druck von derselben Öffnung 51 in dem Werkzeuggehäuse 2′ erhalten kann, durch welche hydraulischer Druck zu dem ersten Befestigungswerkzeug 27 während der vorangegangenen Drehaktion eingebracht wurde (als das defekte Ventil 12 gelöst wurde).
Die Zuführung von hydraulischem Druck zu dem zweiten Befestigungswerkzeug 27′ durch die Öffnung 51 in dem Werkzeuggehäuse 2′ bewirkt nun, und zwar zum Zwecke der Festlegung des Ventils 12′ innerhalb des Ventilgehäuses 1 sowohl gegen Drehung als auch gegen ein axiales Verschieben, daß die Sperrmutter 20 beispielsweise um 90° mittels des Aufsteckschlüssels 40 gedreht wird. Die Drehrichtung ist ohne Bedeutung, wichtig ist nur, daß die Rastkugeln 16′ in Eingriff mit den Rastlöchern 8 des Ventilgehäuses 1 gebracht werden.
Eine Anzeige 53 (Fig. 5) an der Sperrmutter 20 kann anzeigen, daß das neue Ventil 12′ festgelegt worden ist. Hierdurch ist der reguläre Ventilaustausch vollzogen.
Nunmehr werden die Fanghaken 10, 10′ außer Eingriff mit der Umfangsnut 9 des Ventilgehäuses 1 gebracht und das Unterwasserfahrzeug bringt das Werkzeug 2 zurück in eine inaktive Arbeitslage und verläßt den Platz zusammen mit dem Werkzeug 2 und dem zweiten Befestigungswerkzeug 27′, welches innerhalb des Aufnahmeraumes 3 des Werkzeugs 2 intakt ist. Das erste Befestigungswerkzeug 27 kann auf dem Meeresboden zusammen mit dem defekten Ventil 12 zurückgelassen werden oder kann alternativ dazu mit Hilfe des Unterwasserfahrzeuges zurück an die Oberfläche gebracht werden.
Infolge des geringen Volumens des Werkzeugs 2 und der beiden Ventile 12, 12′ tritt, nachdem das Werk­ zeug 2 in seiner Position an dem Ventilgehäuse 1 festgelegt worden ist, nicht das Risiko auf, daß eine Kontamination, wie beispielsweise durch See­ wasser durch den Durchlaß 5 während des Austauschvorganges erfolgt.
Die Dichtungen 23 bis 23′′′ und 49 (Fig. 3 und 4) sind so ausgerichtet und ausgelegt, daß Seewasser bzw. Verunreinigungen nicht in den Durchlaß 5 von unten in das Ventil eindringen können, während das Einbringen des neuen Ventils 12′ stattfindet, da die Dichtungen 37 und 54, siehe Fig. 7, verhindern, daß Seewasser in das Werkzeug 2 vor dem Einbringen des Ventils eindringen kann.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Austauschen eines Gerätes (12) mittels eines Werkzeugs (2), welches ein Werkzeuggehäuse (2′) mit einem Aufnahmeraum (3) besitzt, wobei das Gerät (12) in seiner Arbeitslage von einem Gerätegehäuse (1) umgeben und in dem Gerätegehäuse (1) in seiner Arbeitslage gegen ein Herausziehen bzw. Herausdrücken aus dem Gerätegehäuse (1) gesichert (16′, 8) ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum (3) so geformt und dimensioniert ist, daß er die Aufnahme zumindest eines ersten Befestigungswerkzeuges (27) zum Aufheben der Befestigung des Gerätes (12) an dem Gerätegehäuse (1) und zumindest eines neuen intakten Gerätes (12′), welches eine identische Ausgestaltung wie das Gerät (12) aufweist, welches ersetzt werden soll, und auch zumindest eines zweiten Befestigungswerkzeuges (27′) zum Festlegen des neuen, intakten Gerätes (12′) an dem Gerätegehäuse (1) erlaubt, und daß das Werkzeug (2) mit einer Schubeinrichtung (31, 32, 33) sowohl zum Ausstoßen des Gerätes (12), welches ersetzt wird, und des ersten Befestigungswerkzeuges (27) als auch zum Eindrücken eines neuen Gerätes (12′) in das Gerätegehäuse (1) versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubeinrichtung (31) einen Kolben aufweist und mit einer Kolbenstange (32) versehen ist, welche einen nichtrunden Querschnitt besitzt und in einem entsprechend geformten Loch in einem Endbereich (2″) des Werkzeuggehäuses (2′) geführt ist, wobei die Kolbenstange (32) einen Endanschlag (33) aufweist, welcher den Hub des Kolbens (31) begrenzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeuggehäuse (2′) an seiner Umfangsfläche, bevorzugt in Ausnehmungen, zwei oder mehrere Fanghaken (10, 10′) aufweist, welche unter Federdruck (30) in Richtung einer nicht-aktiven Arbeitslage stehen, wobei jeder Fanghaken als ein zweiarmiger Hebel drehbar festgelegt ist und wobei jeder an einem Ende mit einem Haken (10′) versehen ist, welcher in eine äußere Umfangsnut (9) des Gerätegehäuses (1) eingreift und wobei jeder an dem gegenüberliegenden Ende eine hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Arbeitseinrichtung (29) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätegehäuse (1), welches bevorzugt einstückig ausgeformt ist, eine durchgehende, im wesentlichen zylindrische Ausnehmung (1′) zur Geräteaufnahme aufweist, welche mit Rasteinrichtungen (8) zum lösbaren Zusammenwirken mit korrespondierenden Einrichtungen (16′) an dem Gerät (12, 12′) versehen ist, und daß das Gerätegehäuse (1) in Bezug auf die Achse (24) der Ausnehmung mit seitlichen Anschlüssen (4) für eine Fluidleitung versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (9) des Gerätegehäuses (1), einen nach innen sich verjüngenden, trapezförmigen Querschnitt besitzt und daß das Gerätegehäuse (1) mit Führungseinrichtungen, bevorzugt in der Form von axial ausgerichteten Führungsbohrungen (6) oder -stiften zum komplementären Eingreifen von Führungseinrichtungen (7) des Werkzeuges (2) versehen ist, wobei die Führungseinrichtungen (7) bevorzugt konisch geformt sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungswerkzeug (27, 27′) einen in einem Gehäuse (34) drehbar gelagerten Aufsteckschlüssel (40) aufweist, wobei ein Antriebskolben (45), der mit dem Aufsteckschlüssel (40) bewegungsübertragend verbunden ist, mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Fluids aktiviert wird, das durch eine erste Bohrung (46) in dem Gehäuse (34) des Befestigungswerkzeuges eintritt, wenn die erste Bohrung (46) mit einer zweiten Bohrung (51) in dem Werkzeuggehäuse (2) übereinstimmt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegungsübertragende Verbindung zwischen dem Aufsteckschlüssel (40) und dem Antriebskolben (45) durch einen radialen Drehmomentstift (43) erzeugt wird, welcher in einer axial sich erstreckenden länglichen Nut (36) in der Wand des Gehäuses (34) geführt ist und sich sowohl durch helixförmige Nuten (41), welche in den Aufsteckschlüssel (40) eingeformt sind, als auch durch eine Bohrung in der Kolbenstange (44) des Betätigungskolbens (45) erstreckt (Fig. 10).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Innenwandfläche des Gehäuses (34) benachbart zu dem freien Ende des Aufsteckschlüssels (40) eine Umfangsnut für einen Dichtungsring (54) eingeformt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Geräte (12, 12′) und Befestigungswerkzeug (27, 27′) im wesentlichen eine übereinstimmende identische äußere Form, Querschnittsform und Größe aufweisen, welche geringfügig geringer ist als die Querschnittsform und Größe der Ausnehmung (1′) des Gerätegehäuses, und daß das Gerät und das Befestigungswerkzeug bevorzugt die gleiche axiale Länge haben, wobei jeweils der äußere Mantel mit einer Mehrzahl von Umfangsnuten zur Aufnahme von Dichtungsringen (23 bis 23′′′, 37) versehen ist und wobei diese Nuten eine bestimmte übereinstimmende Beabstandung aufweisen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Gerät (12, 12′) und Befestigungswerkzeug (27, 27′) mit zusammenwirkenden axial sich erstreckenden Stiften oder Löchern (48 oder 47) in benachbarten Stirnflächen ausgerüstet sind, um eine korrekte Positionierung zueinander zu erhalten.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät (12, 12′) mit einer Anzeige (53) versehen ist, welche anzeigt, ob das Gerät in dem Gerätegehäuse festgelegt oder nicht festgelegt ist (Fig. 5).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät (12, 12′) ein Ventil ist.
13. Verfahren zum Austauschen eines Gerätes (12) mittels eines Werkzeugs, welches ein Werkzeuggehäuse (2′) mit einem Aufnahmeraum (3) besitzt, wobei das Gerät (12) in seiner Arbeitslage von einem Gerätegehäuse (1) umgeben und in dem Gerätegehäuse (1) in seiner Arbeitslage gegen ein Herausziehen bzw. Herausdrücken aus dem Gerätegehäuse (1) gesichert (16′, 8) ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Arbeitsschritt die Verbindung (16′, 8) zwischen dem Gerät (12), welches ausgetauscht wird, und dem Gerätegehäuse (1) mittels eines ersten Befestigungswerkzeuges (27) aufgehoben, in einem zweiten Arbeitsschritt das Gerät (12), welches ersetzt wird, zusammen mit dem Befestigungswerkzeug (27) aus einer Ausnehmung (1′) des Gerätegehäuses (1) ausgeschoben, in einem dritten Arbeitsschritt ein neues Gerät (12′) in diese Ausnehmung (1′) eingeschoben und in einem vierten Arbeitsschritt das neue Gerät (12′) mittels eines zweiten Befestigungswerkzeuges (27′) in dem Gerätegehäuse (1) festgelegt wird.
DE4108968A 1990-03-19 1991-03-19 Vorrichtung zum Austauschen eines Gerätes Expired - Fee Related DE4108968C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO901252A NO169059C (no) 1990-03-19 1990-03-19 Verktoeyanordning til bruk ved utskifting av et instrumentsom i sin funksjonsstilling omsluttes av et instrumenthussom kan vaere innkoplet i en fluidledning, anvendelse og fremgangsmaate for utskifting av instrumentet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4108968A1 DE4108968A1 (de) 1991-12-05
DE4108968C2 true DE4108968C2 (de) 1994-07-14

Family

ID=19893002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4108968A Expired - Fee Related DE4108968C2 (de) 1990-03-19 1991-03-19 Vorrichtung zum Austauschen eines Gerätes

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5161294A (de)
DE (1) DE4108968C2 (de)
GB (1) GB2242214B (de)
NO (1) NO169059C (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0116155D0 (en) * 2001-07-02 2001-08-22 Kvaerner Oilfield Products Ltd Tool for replaceable pressure & temp sensor
FR2948223B1 (fr) * 2009-07-17 2011-08-26 Commissariat Energie Atomique Instrument, cellule chaude comportant cet instrument et procede de maintenance de cet instrument
CN103350748B (zh) * 2013-07-03 2016-08-10 中国海洋石油总公司 水下机器人监控辅助装置
CN114310699B (zh) * 2021-12-08 2024-01-30 上海裕达实业有限公司 插板阀装配定位装置及使用方法
NO347705B1 (en) * 2022-07-26 2024-02-26 Fmc Kongsberg Subsea As Locking nut and assembly therefor

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1725169A (en) * 1927-09-29 1929-08-20 William I Wooldridge Gear and wheel puller
US3063316A (en) * 1959-07-22 1962-11-13 Elio S Salierno Socket wrench with storage area
US3377691A (en) * 1965-10-07 1968-04-16 Inter Lakes Engineering Compan Device for assembling valve parts
US3388450A (en) * 1967-04-07 1968-06-18 Keystone Valve Corp Tool for inserting a valve seat into a valve body
US3487528A (en) * 1968-01-16 1970-01-06 William E Shultz Valve spring compressing tool
US4215458A (en) * 1979-02-09 1980-08-05 Lancaster Robert D Extractor tool
GB2096929A (en) * 1981-04-08 1982-10-27 Combustion Eng Valve removal tool
DE3406114A1 (de) * 1984-02-21 1985-08-22 Wella Ag, 6100 Darmstadt Geraet zum auswechseln eines ventileinsatzes in heizungsanlagen und dergleichen
US4535657A (en) * 1984-06-18 1985-08-20 Farris Eugene A Socket wrench having automatic nut-ejecting capability
SE455212B (sv) * 1986-10-22 1988-06-27 Asea Atom Ab Forfarande vid underhall av ventiler ingaende i undervattensproduktionssystem for olja och gas
GB2209361A (en) * 1987-09-04 1989-05-10 Autocon Ltd Controlling underwater installations
BR8907229A (pt) * 1988-02-06 1991-03-05 Mobil Oil Corp Ferramenta realizadora de substituicao para um corpo dotada de faces opostas sob sujeicao entre duas placas confrontantes
GB2231071A (en) * 1989-04-25 1990-11-07 Subsea Intervention Systems Lt Subsea well maintenance system
US4953276A (en) * 1989-07-21 1990-09-04 Keystone International Holdings Corp. Apparatus for inserting valve seats in valve bodies

Also Published As

Publication number Publication date
DE4108968A1 (de) 1991-12-05
GB9105650D0 (en) 1991-05-01
NO169059C (no) 1992-05-06
NO169059B (no) 1992-01-27
GB2242214A (en) 1991-09-25
US5161294A (en) 1992-11-10
NO901252D0 (no) 1990-03-19
GB2242214B (en) 1994-06-01
NO901252L (no) 1991-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69206791T2 (de) Zange
DE2328537C2 (de) Vorrichtung zur Herstellung eines strömungsmitteldichten Verschlusses einer Öffnung
DE102006029566B4 (de) Verriegelungsmechanismus zur Verwendung bei einer fluiddruckbetätigten Vorrichtung
DE19854874B4 (de) Adapter zum Anschluß eines Bohrers an eine Vakuumquelle
DE2047587A1 (de) Entkupplungsvorrichtung
DE3803031A1 (de) Verwandelbare vorrichtung zur halterung und positionierung von koerpern, insbesondere von mittels einer messvorrichtung zu vermessenden teilen
DE1909872B1 (de) Unterwasser-Bohrlochkopf
DE3132436C2 (de) Vorrichtung zum Durchspülen einer Kernbohrvorrichtung
DE1901564B1 (de) Mit einem Antrieb versehenes Unterwasser-Schieberventil
DE2461112A1 (de) Verbesserungen an drehantriebskoepfen
DE3713394C2 (de)
DE3044046C2 (de) Spülsystem zum Durchspülen einer druckbeaufschlagten Kernbohrvorrichtung
DE69111364T2 (de) Verfahren und Werkzeug zum Anbringen von Gewindeeinsatz.
DE4108968C2 (de) Vorrichtung zum Austauschen eines Gerätes
DE69206828T2 (de) Betätigungsglied mit Gasfeder
DE2423346C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Minderung des Verschleisses in der Axialbohrung eines Unterwasser-Bohrlochkopfes
DE3004193A1 (de) Werkzeug zum handhaben eines in einem druckgefaess zu verwendenden geraets
DE3710829C2 (de) Vorrichtung zum Einbringen von flexiblen Ringen, insbesondere Dichtungsringen
DE3875609T2 (de) Druckueberwachte vorrichtung fuer instandhaltungsarbeiten in einer leitung.
DE2903936C2 (de) Vorrichtung zur Gewinnung von Kernen
DE2507220A1 (de) Kernrohrbohrvorrichtung
DE2624013C2 (de) Rohr- oder Schlauchleitungskupplung
DE3044943C2 (de)
DE2726474C2 (de)
DE69003364T2 (de) Einrichtung zum Einfahren von Gewindeverbindungen für Rohrstränge durch Festschrauben und Losdrehen.

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee