FI76650C

FI76650C - HOEGTRYCKGENOMFOERINGSANORDNING.

Info

Publication number: FI76650C
Application number: FI865245A
Authority: FI
Inventors: Lauri Selin
Original assignee: Valtion Teknillinen
Priority date: 1986-12-19
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1988-11-10
Also published as: AU1058988A; FI865245A0; EP0364441A1; WO1988004854A1; JPH02501703A; FI76650B

Description

76650 KORKEAPAINELäPIVIENT ILAITE - HÖGTRYCKGENOMFÖRINGSAN-76650 HIGH PRESSURE BLEEDING DEVICE - HÖGTRYCKGENOMFÖRINGSAN-

ORDNINGORDNING

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 5 johdanto-osassa määritelty korkeapainelapivientilaite johtimien, mittausantureiden ja vastaavien viemiseksi suuren paineen (yli 500 bar) käsittäviin tiloihin.The invention relates to a high-pressure blade insertion device as defined in the preamble of claim 1 for introducing conductors, measuring sensors and the like into spaces comprising high pressure (more than 500 bar).

Hakemusjulkaisussa PCT/USGS/OIOE^ on esitetty kaapeli1äpivienti, joka on tarkoitettu käytettäväksi 10 laivoissa kaapeleiden viemiseksi vesitiiviisti laivan seinien läpi. Julkaisussa esitetty laite ei sovellu paineistettujen tilojen läpivienteihin johtuen sen epäsymmetrisestä tiivisterakenteesta sekä kiristysjärjes-telmästa, joka ei salli korkeiden paineiden vaatimaa 15 riittävää kireyttä. Samoin laite ei sovellu yksittäisille johtimille ja antureille, vaan se on lähinnä suunniteltu paksuille kaapeleille.PCT / USGS / OIOE® discloses a cable gland for use in 10 ships to watertight cables through ship walls. The device disclosed in the publication is not suitable for penetrations in pressurized spaces due to its asymmetrical sealing structure and the tightening system, which does not allow sufficient tension required by high pressures. Likewise, the device is not suitable for individual conductors and sensors, but is mainly designed for thick cables.

Suomalaisessa patentissa 703**9 ja saksalaisissa kuulutusjulkaisuissa 3 002 127 ja 3 136 370 on esitetty 20 1äpivienti1 aitteita, joiden avulla johtimia ja vastaavia voidaan viedä tiiviisti paineenalaiseen tilaan. Näissä on kuitenkin epäkohtia käytettäessä laitteita suurilla paineilla (esim. yli 500 bar). Vaikka laitteet kiristyvätkin itsestään paineen mukana, on mahdollista, että 25 suurissa paineissa voi tapahtua vähäisiä vuotoja, jotka on välittömästi pystyttävä tukkimaan, tai vuoto syövyttää suuremman reijän ja vakavamman vaurion. Julkaisuissa esitettyjä laitteita on kuitenkin hankala ellei mahdoton lisäkiristää korkeissa paineissa, koska useista kiris-30 tyspulteista johtuen niihin syntyy kovan paineen alaisena vinoja kuormituksia, jotka voivat vahingoittaa tulppaa tai jopa katkaista kiristyspultteja.Finnish patent 703 ** 9 and German patent publications 3,002,127 and 3,136,370 disclose bushings1 by means of which conductors and the like can be brought tightly into a pressurized space. However, these have disadvantages when using equipment at high pressures (eg above 500 bar). Although the equipment self-tightens with pressure, it is possible that at high pressures, minor leaks may occur that must be immediately blockable, or the leak will corrode a larger hole and cause more serious damage. However, the devices disclosed in the publications are difficult, if not impossible, to tighten further at high pressures, because due to the many Kiris-30 bolts, they create skewed loads under high pressure, which can damage the plug or even break the tightening bolts.

Samoin epäkohtana on herkkien johtimien ja anturien joutuminen mutkalle kovassa paineessa, jolloin 35 ne voivat vaurioitua. Lisäksi epäkohtana on halkaisijaltaan vaihtelevien ja erisuuruisten johtimien ja antureiden läpiviennin vaikeus. Samoin epäkohtana on yhdessä 76650 s läpiviennissä tai johtimessa tapahtuvan vuodon tai muun vian vaikutus koko läpiviennin käyttöön.Also disadvantageous is the bending of sensitive conductors and sensors under high pressure, which can damage them. Another disadvantage is the difficulty of passing conductors and sensors of varying diameters and sizes. Also a disadvantage is the effect of a leak or other fault in one 76650 s bushing or conductor on the use of the entire bushing.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellämainittuja epäkohtia. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on 5 tuoda esiin johtimien läpivientilaite, jonka avulla yksi tai useampia johtimia voidaan varmasti ja turvallisesti johtaa paineenalaisiin tiloihin ja jonka avulla yhdessä johtimessa tapahtuvat virhetoiminnat saadaan eliminoiduiksi häiritsemättä muita johtimia ja jonka 10 avulla voidaan periaatteessa rajaton määrä eripaksuisia johtimia johtaa paineenalaiseen tilaan.The object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks. In particular, it is an object of the invention to provide a conductor bushing device by means of which one or more conductors can be safely and securely conducted to pressurized spaces and by which malfunctions in one conductor can be eliminated without disturbing other conductors.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.With regard to the features characteristic of the invention, reference is made to the claims.

Keksinnön mukaiseen korkeapaineläpivienti1 ait-15 teeseen kuuluu runkokappale, jossa on paineenalaiseen tilaan yhdistetty ja runkokappaleen pintaan aukeava johdinkanava. Kanavan päähän kuuluu halkaisijaltaan sitä suurempi tulppakammio, johon kierteillä varustettu tulppa on kierrettävissä kanavan sulkemiseksi. Tulpan SO keskelle kuuluu olennaisesti käytettävää johdinta halkaisijaltaan vastaava reikä, jonka läpi johdin on pujotettavissa. Keksinnön mukaisesti tulpan muodostaa raken-neyhdistelmä, johon kuuluu kierteillä varustettu ja tulppakammioon kierrettävissä oleva pultti; pultin S5 alapäähän tukeutuva ja kiristyskitkaa alentava luisto-levy; luistolevyyn tukeutuva ylätukilevy; tulppakammion johdinkanavaan nähden kohtisuoraa pohjaa vasten tukeutuva alatukilevy; sekä ylätukilevyn ja alatukilevyn välissä oleva tiiviste. Kaikkiin edellämainittuihin 30 osiin kuuluu olennaisesti kulloinkin käytettävän johtimen läpimittaa vastaavat reijät.The high-pressure bushing according to the invention comprises a body with a conductor channel connected to the pressurized space and opening onto the surface of the body. At the end of the channel there is a larger diameter plug chamber into which the threaded plug can be screwed to close the channel. In the middle of the plug SO there is a hole substantially the diameter of the conductor used, through which the conductor can be threaded. According to the invention, the plug is formed by a structural combination comprising a threaded bolt that can be screwed into the plug chamber; a sliding plate resting on the lower end of the bolt S5 and reducing tightening friction; a sliding plate-based top support plate; a lower support plate resting against a base perpendicular to the plug channel conduit; and a seal between the upper support plate and the lower support plate. All of the aforementioned parts 30 include holes substantially corresponding to the diameter of the conductor used in each case.

Edullisesti tiiviste koostuu useista päällekkäisistä, levymäisistä ja toistensa päälle tiiviisti asettuvista tiivistelevyistä, jotka lepoasennossa ovat 35 tasaisesti kosketuksessa tulppakammion seiniin niiden läpi kulkevan johtimen ollessa olennaisen tiiviisti tiivistelevyissä kiinni reikien vastatessa halkaisijal-Preferably, the seal consists of a plurality of overlapping, plate-like and overlapping sealing plates which, in the rest position, are evenly in contact with the walls of the plug chamber, the conductor passing through them being substantially tightly attached to the sealing plates with holes corresponding to the diameter.

IIII

3 76650 taan johtimen halkaisijaa. Tällöin tulpan vähäinen kierto saa aikaan lujan puristuksen tiivisteen painautuessa sekä johdinta että tulppakammion seinämiä vasten .3 76650 diameter of the conductor. In this case, a slight rotation of the plug causes a strong pressure when the seal is pressed against both the conductor and the walls of the plug chamber.

5 Tulpan ja ylätukilevyn välissä oleva luistolevy on edullisesti teflonrengas, joka mahdollistaa suurissakin paineissa tulpan kiertämisen ja läpiviennin tiivistämisen niin, että johtimeen ja tiivisteeseen ei aiheudu kiertäviä ja niitä vahingoittavia rasituksia.The sliding plate between the plug and the upper support plate is preferably a Teflon ring, which makes it possible to turn the plug and seal the bushing even at high pressures so that the conductor and the seal are not subjected to rotating and damaging stresses.

10 Eräässä keksinnön sovellutuksessa luistolevyn muodostaa pultin alapinnassa ja/tai ylätukilevyn yläpinnassa oleva pinnoite, esim. tef1onkerros, joka toimii edellä kuvatulla tavalla.In one embodiment of the invention, the sliding plate is formed by a coating on the lower surface of the bolt and / or on the upper surface of the upper support plate, e.g. a tefon layer, which functions as described above.

Eräässä edullisessa keksinnön sovellutuksessa 15 runkokappa1eeseen kuuluu useita johdinkanavia, joihin jokaiseen kuuluu keksinnön mukainen tulpparakenne, jolloin johdinkanavat yhdistyvät runkokappaleessa yhdeksi, yhteiseksi ja paineistettuun tilaan johtavaksi pääkanavaksi.In a preferred embodiment of the invention, the body 15 comprises a plurality of conductor channels, each of which includes a plug structure according to the invention, whereby the conductor channels are combined in the body into a single, common and pressurized main channel.

SO Edullisesti runkokappaleeseen kuuluu paneiste- tusta tilasta poispäin kapeneva kartiomainen ulkopinta, s johon johdinkanavat kohtisuoraan avautuvat, jolloin ne yhtyvät runkokappaleen sisällä säteettäisesti ja pyöreä-muotoisesti yhteiseen pääkanavaan, joka johtaa paineis-E5 tettuun tilaan. Kartiomaisia pintoja voi edullisesti kuulua samaan runkokappaleeseen useita päällekkäisiä, jolloin yhdessä kartiomaisessa pinnassa voi olla sen säteestä riippuen esim. kuusi tulppaa, eri kartiomaisten pintojen eri tulppien läpi mahdollisesti eri halkaisijan 30 omaavien johtimien kulkiessa yhteisen pääkanavan läpi paineistettuun tilaan.SO Preferably, the body comprises a conical outer surface tapering away from the breaded space, s to which the conductor channels open perpendicularly, thus merging radially and circularly inside the body into a common main channel leading to the pressurized space. The conical surfaces may advantageously belong to the same body body in several overlaps, whereby one conical surface may have, depending on its radius, e.g. six plugs, through different plugs of different conical surfaces, possibly with different diameters passing through a common main channel.

Keksinnön etuna tunnettuun tekniikkaan verrattuna on laitteen yksinkertaisuus ja varmatoimisuus sekä mahdollisuus käyttää samassa läpiviennissä eripak-35 suisia johteita ja antureita vaihtamalla vain sopivan reijän omaavat osat tulppakammioon.An advantage of the invention compared to the prior art is the simplicity and reliability of the device, as well as the possibility to use different thicknesses of conductors and sensors in the same bushing by exchanging only parts with a suitable hole in the plug chamber.

Etuna on myös se, että läpivietävät johtimet 76650 *t kulkevat suoraviivaisesti ilman tekniikan tason laitteissa esiintyviä mutkia, jotka saattavat kovassa paineessa aiheuttaa vaurioita johtimille.Another advantage is that the bushings 76650 * t pass through in a straight line without the bends in the prior art devices, which can damage the conductors under high pressure.

Samoin etuna on mahdollisuus kiristää laitetta 5 suurenkin paineen alaisena tasaisesti ja symmetrisesti ilman että syntyy vinoja ja epäsymmetrisiä, laitetta ja johdinta vaurioittavia voimia. Anturin tai johtimen vaurioituessa tai tullessa muuten toimintakyvyttömäksi laitetta voidaan kiristää jopa niin paljon, että johdin 0 katkeaa ja johdinkanava sulkeutuu, jolloin se ei haittaa muita käytössä olevia 1äpivienti1 aitteita.It is also an advantage to be able to tighten the device 5 evenly and symmetrically under high pressure without generating oblique and asymmetrical forces damaging the device and the conductor. If the sensor or conductor is damaged or otherwise becomes inoperable, the device can be tightened even so much that the conductor 0 breaks and the conductor channel closes, so that it does not interfere with other bushings1 in use.

Etuna on myös laitteen mahdollistama johdinka-navan pieni läpimitta, jolloin tulppaan vaikuttava voima saadaan mahdollisimman pieneksi ja näin paineen kesto en-15 tistä suuremmaksi.Another advantage is the small diameter of the conductor channel made possible by the device, whereby the force acting on the plug is made as small as possible and thus the pressure duration is even greater.

Samoin etuna on lähes kokoonpuristumaton ja tiivis tuki1evy-tiiviste-tuki1evyrakenne, jossa tiivisteenä käytetään lähes kokoonpuristumatonta materiaalia, joka paineen vaikutuksesta puristuu tiukasti johdinta SO ja tulppakammion seinämiä vasten. Näin pultin kiristys tapahtuu lyhyellä matkalla ja se on nopeaa, mikä on tärkeää korjaus-ja vuototilanteissa.Also an advantage is the almost non-compressible and tight support plate-seal-support plate plate, in which a seal is made of an almost non-compressible material, which is pressed tightly against the conductor SO and the walls of the plug chamber under the effect of pressure. This allows the bolt to be tightened over a short distance and is fast, which is important in repair and leakage situations.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa S5 kuva 1 esittää erästä keksinnön mukaista läpivientiä, ja kuva S erästä toista keksinnön mukaista läpivienti-rakennetta.In the following, the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawing, in which S5 Fig. 1 shows a bushing according to the invention, and Fig. S shows another bushing structure according to the invention.

Keksinnön mukaiseen korkeapaineläpivientilait-30 teeseen kuuluu runkokappaleessa S oleva johdinkanava 3, jonka päässä on ha 1 kaisija 1 taan johdinkanavaa laajempi tulppakammio 6, joka on varustettu kierteillä siten, että kierteisiin on ruuvattavissa pultti 7.The high-pressure bushing device 30 according to the invention comprises a conductor channel 3 in the body piece S, at the end of which there is a plug chamber 6 wider than the conductor channel, which is provided with threads so that a bolt 7 can be screwed into the threads.

Tulppakammion pohja 1½ muodostaa kohtisuoran 35 tasomaisen pinnan johdinkanavaan nähden ja pohjan ja pultin väliin kuuluu seuraava rakenne. Pohjaa vasten on alatukilevy 11, edullisesti metallilevy, ja tämänThe bottom 1½ of the plug chamber forms a planar surface 35 perpendicular to the conductor channel, and the following structure is included between the base and the bolt. Against the bottom is a lower support plate 11, preferably a metal plate, and this

IIII

5 76650 päällä on tiivistekerros 10, joka koostuu useista samanlaisista tiivistelevyistä 13. Tiivisteen päällä on ylätukilevy 9, edullisesti metallilevy, ja tämän ja pultin väliin kuuluu luistolevy 8, joka voi olla esim.5 76650 has a sealing layer 10 on it, which consists of several similar sealing plates 13. On top of the seal there is an upper support plate 9, preferably a metal plate, and between this and the bolt there is a sliding plate 8, which may be e.g.

5 te-flonia ja jonka tarkoitus on vähentää kitkaa tiiviste-kerroksen ja pultin välillä niin, että pulttia voidaan kovankin paineen alaisena kiertää kierron vaurioittamatta tiivistettä.5 te-flon and is intended to reduce the friction between the sealing layer and the bolt so that the bolt can be rotated under high pressure without damaging the seal.

Osat 8, 9, 10 ja 11 on siten sovitettu, että 10 ne olennaisen tiiviisti asettuvat tulppakammioon kosketukseen sen seinien kanssa ja niihin kaikkiin samoin kuin pulttiin kuuluu niiden keskelle reikä, jonka halkaisija vastaa käyttettävän ja niiden läpi työnnettävän johtimen halkaisijaa siten, että johdin on juuri työn-15 nettävissä näiden läpi asettuen tiiviisti reikään 4.The parts 8, 9, 10 and 11 are so arranged that they are substantially tightly seated in the plug chamber in contact with its walls and all of them, as well as the bolt, have a hole in the middle corresponding to the diameter of the conductor to be inserted and inserted through them. the work-15 can be passed through these, fitting tightly into the hole 4.

Osia 7-11 voidaan sitten vaihtaa aina tarpeen mukaan niin, että niissä olevat reijät vastaavat käytettävää johdinta.Parts 7-11 can then always be replaced as needed so that the holes in them correspond to the conductor used.

Tulppaan 7 kuuluu edullisesti kannasta päin 20 suurempi reikä 12, jolloin vain sen pohjaosaan 17 kuuluu käytettävää johdinta 1 vastaava pienempi reikä 4. Tällä on sekä valmistusteknisiä etuja, että se etu, että se sallii johtimen joustavan ja vähäisen taipumisen sekä estää johdinta murtumasta tiiviistä reunakohdasta 18, 25 mikä vahinko olisi ilmeinen, jos tiivis reikä jatkuisi pultin päähän saakka.The plug 7 preferably has a larger hole 12 from the base 20, with only the bottom part 17 having a smaller hole 4 corresponding to the conductor 1 used. This has both manufacturing advantages and the advantage of allowing the conductor to be flexible and slightly bent and preventing the conductor from breaking at a tight edge 18 .25 what damage would be obvious if the tight hole continued to the end of the bolt.

Kuvan 2 esittämään keksinnön mukaiseen läpivienti laitteeseen kuuluu runkokappale 2, jossa on kaksi paineistetusta tilasta poispäin kapenevaa kartiomaista 30 ulkopintaa 16, joihin kumpaankin pintaan kuuluu kuusi kappaletta kuvan 1 mukaisia läpivienti laitteita, niiden jokaisen johdinkanavan 3 yhdistyessä viistosti alaspäin ja pyöreämuotoisesti runkokappaleen keskellä olevaan pääkanavaan 15. Tällä tavoin ohuissa johdinkanavissa 3 35 vaikuttava suurikin paine ei aiheuta suuria voimia tulpparakenteita vasten ja jokainen johdin saadaan johdetuksi paineenalaiseen tilaan olennaisen suorana 6 76650 ja vapaana viistoista ja taivuttavista puristusvoimista.The bushing device according to the invention shown in Fig. 2 comprises a body 2 with two conical outer surfaces 16 tapering away from the pressurized space, each surface comprising six bushing devices according to Fig. 1, each conductor channel 3 connecting obliquely downwards and circularly In this way, even the high pressure acting in the thin conductor ducts 3 35 does not cause large forces against the plug structures and each conductor is led into the pressurized space substantially straight 6 76650 and free of oblique and bending compressive forces.

Runkokappaleeseen voidaan lisätä kartiomaisia pintoja useita päällekkäin tarpeen mukaan ja/tai kartio-maisen pinnan halkaisijaa voidaan suurentaa niin, että 5 samaan pintaan saadaan enemmän läpivientejä.Several conical surfaces can be added to the body body on top of each other as required and / or the diameter of the conical surface can be increased so that more penetrations are obtained on the same surface.

Käytännössä keksinnön mukaista laitetta on testattu 1000 bar paineessa ja runkokappalei11 a, joissa oli 3 kartiomaista pintaa ja jokaisessa pinnassa 6 läpivientiä. Paineistettuun tilaan oli yhdistettynä 10 useita tällaisia runkokappaleita ja läpivientejä oli kaikkiaan yli 150 ja mittauksissa ei havaittu minkäänlaisia vuotoja tai vaurioita erilaisilla ja er ipaksui. s i 1 -la johtimilla ja antureilla. ,In practice, the device according to the invention has been tested at a pressure of 1000 bar and body pieces 11a with 3 conical surfaces and 6 bushings in each surface. Combined with the pressurized space, there were 10 several such body members and there were more than 150 vias in total, and no leaks or damage of any kind were observed in the measurements with different and different thicknesses. s i 1 -la with conductors and sensors. ,

Edellä keksintöä on selostettu yksityiskohtai-15 eesti viittaamalla sen eräisiin edullisiin sovellutuksiin, jotka eivät millään tavoin rajoita keksintöä, jonka eri sovellutukset voivat vaihdella patenttivaati — musten rajaaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.The invention has been described in detail above with reference to some of its preferred embodiments, which in no way limit the invention, the different applications of which may vary within the scope of the inventive idea defined by the claims.

20 tl20 tsp

Claims

1. A high-pressure feed device for inserting conductor (1) into pressure-coated systems, to the device belonging to a body (2) in which is in communication with the pressure-coated space, a conductor channel (3) on the surface of the body body (3); a duct closure and with threads and with a heel (*) provided for the conductor (5); and a plug chamber (6) with a diameter larger than that of the duct, in which the plug can be tensioned, characterized in that the plug (5) consists of PO a structural combination to which belongs - a threaded and screwable bolt (7) in the plug chamber (6), - a sliding disc (8) supporting the lower end of the plug, the clamping friction, P5 - an upper supporting disc (9) supporting the sliding disc, - a bottom (1 *) perpendicular to the plug chamber (6) relative to the plug channel (3) 0 supporting lower supports (va) (11) and - a gasket (10) lying between the upper support plate and the lower support plate, to all of these hearing heels (* ♦) substantially corresponding to the diameter of the conductor to be used.

Device according to claim 1, characterized in that the gasket (10) is composed of a plurality of gasket plates (13) on each other.

Device according to claim 1, characterized in that the slide plate (8) is a Teflon-II