FI85837C

FI85837C - Method of watertight sealing of a joint between two elements by means of an elastic seal and seal

Info

Publication number: FI85837C
Application number: FI885751A
Authority: FI
Inventors: Pekka Olavi Niiniranta; Aulis Antero Niskanen
Original assignee: Macgregor Navire Sa
Priority date: 1988-12-12
Filing date: 1988-12-12
Publication date: 1992-06-10
Also published as: DK624289D0; YU233789A; RU2040723C1; JP2540637B2; PL162205B1; JPH02256972A; NL8903023A; FI85837B; DE3941036A1; FI885751A0; DK624289A; YU47661B; DE3941036C2; NL193492B; DK169083B1; FI885751A; NL193492C

Description

85837 MENETELMÄ KAHDEN ELEMENTIN VÄLISEN SAUMAN SULKEMISEKSI VESITIIVIISTI ELASTISELLA TIIVISTEELLÄ JA TIIVISTE - Tämän keksinnön kohteena on menetelmä kahden elementin, kuten 5 kansiluukun välisen sauman sulkemiseksi vesitiiviisti elastisella tiivisteellä, jossa menetelmässä tiivisteen poikkileikkauksen muotoa muutetaan tiivisteen sisään johdetun paineen avulla.85837 A METHOD OF CLOSING A SEAL BETWEEN TWO ELEMENTS WITH A WATERPROOF ELASTIC GASKET AND GASKET

10 Tiivistettäessä aluksissa rungon ja kansiluukun tai kansiluuk-kujen välisiä liitoksia, joita joudutaan käytössä jatkuvasti aukaisemaan, käytetään yleensä kumista valmistettuja tiiviste-profiileja, joita painetaan joko kiinteää vastinpintaa vasten tai toista tiivistettä vasten. Aluksissa, joiden lastitilan 15 kantena on monilohkoinen kansi, yhden lohkon muodostaa luukku, jonka muita luukkuja vasten olevat reunat on varustettu tiivisteellä. Tällöin esiintyy tilanne, jossa luukun sulkemisliike ei suoraan aikaansaa puristumaa tiivisteeseen. Luukun liikesuunta on tällöin kohtisuoraan tiivisteen muodonmuutossuuntaa vastaan, 20 eikä luukun paino siis vaikuta suoraan tiivisteen muodonmuutos-suunnassa. Tällainen tilanne syntyy mm. silloin, kun halutaan avata ja sulkea mielivaltaisessa järjestyksessä tietyt lohkot monilohkoisesta kansiluukusta muiden lohkojen ollessa suljettuna ja kuormitettuna kansilastilla. Tarve esiintyy varsinkin kont-25 tien syöttöliikennettä harjoittavilla aluksilla, joissa nostetaan lastatusta aluksesta vain muutama kontti maihin. Tämän keksinnön kohteena oleva keksintö on suunniteltu ratkaisemaan edullisesti edellä mainittu tiivisteongelma.10 In ships, the joints between the hull and the deck hatch or decks which have to be opened continuously during use are generally made of rubber sealing profiles which are pressed either against a fixed abutment surface or against another seal. In ships in which the cargo space 15 is covered by a multi-block deck, one block is formed by a hatch, the edges of which are provided with a seal against the other hatches. In this case, a situation occurs in which the closing movement of the door does not directly cause compression in the seal. The direction of movement of the door is then perpendicular to the direction of deformation of the seal, and thus the weight of the door does not directly affect the direction of deformation of the seal. Such a situation arises e.g. when it is desired to open and close certain blocks of the multi-block deck hatch in an arbitrary order while the other blocks are closed and loaded with the deck cargo. The need arises in particular for container feeder vessels, where only a few containers are lifted ashore from a loaded vessel. The invention which is the subject of the present invention is designed to advantageously solve the above-mentioned sealing problem.

30 Tunnetuissa ratkaisuissa pyritään yleensä aikaansamaan tiivisteen vetäytymä niin, että luukku voidaan sulkea ja avata ilman, että tiiviste on sulkemis- tai avaamishetkellä kosketuksessa vastinpintaansa. Tällöin tiivisteprofiileissa on niin suuri ontelo, että riittävän suuri vetäytymä saadaan aikaan alipai-35 netta käyttäen. Eräs tällainen ratkaisu on esitetty saksalaisessa patenttijulkaisussa DE 31 02 832. Siinä tiivistyminen tapahtuu silloin, kun tiivisteen ontossa sisäosassa vallitsee normaali ilmanpaine. Kun luukku halutaan avata, imetään tii- 2 85837 visteen onttoon sisäosaan alipaine, jolloin tiiviste vetäytyy kokoon ja tiivisteen vastinpinnat irtoavat toisistaan. Tämän ratkaisun epäkohtana on kuitenkin se, että tiivistejärjestelmän on oltava ehdottoman tiivis. Tämä edellyttää erittäin huolel-5 lista asennusta, mutta siitä huolimatta satamien kovassa käytössä tiivisteen rikkoutuminen on mahdollista. Lisäksi alipaineen tuottamiseen tarvitaan erillinen pumppu ja putkisto. Tiivistyksen aikaansaamiseksi käytettävää voimaa rajoittaa vielä se, että teoreettinenkin maksimipaine-ero on vain 1 bar.30 The known solutions generally aim to cause the seal to retract so that the door can be closed and opened without the seal being in contact with its abutment surface at the time of closing or opening. In this case, the sealing profiles have such a large cavity that a sufficiently large retraction is achieved using a vacuum. One such solution is disclosed in German patent publication DE 31 02 832. In it, sealing takes place when normal air pressure prevails in the hollow interior of the seal. When the door is to be opened, a vacuum is sucked into the hollow interior of the seal 2 85837, whereby the seal retracts and the mating surfaces of the seal become detached from each other. However, the disadvantage of this solution is that the sealing system must be absolutely tight. This requires a very careful 5-list installation, but nevertheless, in case of heavy use of the ports, the breakage of the seal is possible. In addition, a separate pump and piping are required to produce the vacuum. The force used to achieve sealing is further limited by the fact that even the theoretical maximum pressure difference is only 1 bar.

1010

Toinen tunnettu tapa ratkaista ongelma on käyttää liitoksen tiivistämiseen erillistä tiivistyspalkkia. Tässä ratkaisussa tarvitaan kaksi tiivistettä ja niiden vastinosat. Käyttötapansa mukaan tällaista ratkaisua kutsutaan nimellä "Swing Seal".Another known way to solve the problem is to use a separate sealing beam to seal the joint. This solution requires two seals and their counterparts. According to its mode of use, such a solution is called a "Swing Seal".

15 Suurin epäkohta tällä ratkaisulla on sen korkea hinta, sillä ratkaisu on rakenteeltaan varsin monimutkainen.15 The main disadvantage of this solution is its high cost, as it is quite complex in structure.

Vielä eräs aikaisemmin käytetty tapa ratkaista ongelma on rakentaa tiiviste sellaiseksi, että se on normaalisti vetäyty-20 neessä tilassa ja se saadaan tiivistävään asentoon johtamalla tiivisteen onteloon ylipaine. Myös tämän ratkaisun epäkohtana on se, että järjestelmän on oltava tiivis. Lisäksi ylipaine on pidettävä tiivisteissä koko merimatkan ajan. Teknisiä ongelmia tärkeämpi epäkohta tällä ratkaisulla on kuitenkin se, että 25 tärkeimmät luokituslaitokset eivät hyväksy tätä ratkaisua.Yet another previously used way to solve the problem is to construct the seal so that it is normally in a retracted state and is brought into a sealing position by applying an overpressure to the seal cavity. Another disadvantage of this solution is that the system must be compact. In addition, overpressure must be maintained in the seals throughout the voyage. However, a more important drawback of this solution to the technical problems is that the 25 main rating agencies do not accept this solution.

Tämän keksinnön mukaisella ratkaisulla on tarkoitus poistaa edellä esitettyjen ratkaisujen epäkohdat ja saada aikaan edullinen ja luotettava tiivistejärjestely aluksen kansiluukkujen . 30 tiivistämiseksi. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnus omaista se, että tiivisteen sisälle johdetaan tiivisteen ulkoista painetta suurempi paine siten, että tiivisteen poikkileik-kauskuvion muodonmuutos saa aikaan tiivistepinnan irtoamisen vastinpinnastaan, ja että saattamalla tiivisteen sisäosa samaan ' 35 paineeseen tiivisteen ulkopuolella olevan paineen kanssa aikaansaadaan tiivistemateriaalin joustovoiman avulla tiivisteen muodonmuutos takaisin normaalitilaan, jolloin tiiviste sulkeutuu tiiviisti vastinpintaansa vasten.The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the above solutions and to provide an inexpensive and reliable sealing arrangement for ship deck hatches. 30 for compaction. The method according to the invention is characterized in that a pressure higher than the external pressure of the seal is applied inside the seal so that deformation of the cross-sectional pattern of the seal causes the sealing surface to detach from its mating surface. deformation back to normal, whereby the seal closes tightly against its abutment surface.

l! 3 85837l! 3,85837

Keksinnön eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että tiivisteen sisälle johdetaan ylipaine siten, että tiivisteen poikkileikkauskuvio levenee ja sen seurauksena ma-5 daltuu, jolloin muodonmuutos saa aikaan tiivistepinnan irtoamisen vastinpinnastaan, ja että poistamalla ylipaine aikaansaadaan tiivistemateriaalin joustovoiman avulla tiivisteen muodonmuutos takaisin normaalitilaan, jolloin tiiviste kapenee ja sen tiivis-tepinta nousee sekä sulkeutuu tiiviisti vastinpintaansa vasten.A preferred embodiment of the invention is characterized in that an overpressure is introduced inside the seal so that the cross-sectional pattern of the seal widens and consequently differs, the deformation causing the sealing surface to detach from its narrows and its sealing surface rises and closes tightly against its abutment surface.

1010

Keksinnön eräälle toiselle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että ylipaine aikaansaadaan paineistetulla väliaineella, joka johdetaan tiivisteen sisälle sen pituussuuntaan asennettuihin tiiviisiin letkuihin.Another preferred embodiment of the invention is characterized in that the overpressure is provided by a pressurized medium which is introduced into sealed hoses mounted longitudinally inside the seal.

1515

Keksintö kohdistuu myös tiivisteeseen edellä mainitun tiivistysmenetelmän toteuttamiseksi. Tiiviste koostuu elastisesta tiiviste-elementistä, tiivisteen ontosta sisäosasta ja tiivisteen kiinnitysosasta. Keksinnön mukaiselle tiivisteelle on 20 tunnusomaista se, että tiivisteessä on ohutseinäiset jaikaosat, näihin liittyvät jäykät, paksuseinäiset sivuosat sekä sivuosia yhdistävä ohutseinäinen kärkiosa, jolloin alustaansa kiinnitettynä tiiviste osineen muodostaa suljetun, onton kokonaisuuden.The invention also relates to a seal for carrying out the above-mentioned sealing method. The seal consists of an elastic sealing element, a hollow inner part of the seal and a sealing part of the seal. The seal according to the invention is characterized in that the seal has thin-walled dividing parts, associated rigid, thick-walled side parts and a thin-walled tip part connecting the side parts, whereby the seal and its parts attached to its base form a closed, hollow whole.

25 Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon mukaiselle tiivisteelle on tunnusomaista se, että tiivisteen sisällä on sivuosien välissä vähintään yksi paineväliaineen avulla muotoaan muuttava letku, jonka ulkopinnan vastinpintana on tiivisteen sivuosan sisäpinta.A seal according to a preferred embodiment of the invention is characterized in that inside the seal there is at least one deformable hose between the side parts by means of a pressure medium, the outer surface of which has an inner surface of the side part of the seal.

. 30. 30

Keksinnön erään toisen edullisen sovellutusmuodon mukaiselle tiivisteelle on tunnusomaista se, että tiivisteen sisällä on sivuosien välissä kaksi paineväliaineen avulla muotoaan muuttavaa tiivisteen pituussuuntaista letkua sekä tiivistettä tukeva 35 tiivisteen pituussuuntainen ja letkujen välissä oleva jäykkä runko, johon tiiviste on alaosastaan kiinnitetty.The seal according to another preferred embodiment of the invention is characterized in that inside the seal there are two longitudinal hoses of the seal deformable between the side parts by means of a pressure medium and a longitudinal and intermediate rigid body 35 supporting the seal, to which the seal is attached at the bottom.

Keksinnön mukaisen ratkaisun etuna on se, että voidaan käyttää 4 85837 5...6 bar paineita, jolloin tiiviste voidaan valmistaa tarpeeksi jäykäksi, ja tarvittava voima vesitiiviyden aikaansaamiseksi saavutetaan edullisesti. Samalla saadaan tiivisteen mekaaninen lujuus riittäväksi. Etuna on vielä lisäksi se, että paineen-5 alaiset letkut on erotettu vesitiivisteestä, jolloin mahdollinen vaurio vesitiivisteessä ei välttämättä saata painejärjestelmää epäkuntoon. Etuna voidaan vielä mainita keksinnön yksinkertaisuus ja halpuus esimerkiksi "Swing Seal"-ratkaisuun nähden. Useista osistaan huolimatta keksinnön kohteena oleva ratkaisu on 10 helppo koota ja korjata, koska tiiviste on avattavissa esimerkiksi paineletkujen asennusta varten. Myöskään luokituksen kanssa ei tule vaikeuksia, sillä vesitiiviys merimatkan aikana ei edellytä painejärjestelmän toimintaa.The advantage of the solution according to the invention is that pressures of 4 85837 5 ... 6 bar can be used, whereby the seal can be made sufficiently rigid, and the required force for achieving watertightness is advantageously achieved. At the same time, the mechanical strength of the seal is sufficient. A further advantage is that the pressure-5 hoses are separated from the water seal, so that possible damage to the water seal does not necessarily cause the pressure system to fail. Another advantage is the simplicity and cheapness of the invention over, for example, the "Swing Seal" solution. Despite its many parts, the solution which is the subject of the invention is easy to assemble and repair, since the seal can be opened, for example, for the installation of pressure hoses. There will also be no difficulty with the classification, as watertightness during the voyage does not require the operation of the pressure system.

15 Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkin avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää tiivistettä poikkileikattuna normaaliti lassa ja 20 kuvio 2 esittää samaa tiivistettä poikkileikattuna pai neen vaikutuksen alaisena.The invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a seal in cross-section in a normal state and Figure 2 shows the same seal in cross-section under pressure.

Joustava tiiviste-elementti 1 koostuu kahdesta, tiivistettävän kappaleen, eli luukun reunan 4 suuntaisesta kiinnitysosasta 8, 25 kiinnitysosiin liittyvistä ohutseinäisistä jalkaosista 11, edelleen jalkaosiin liittyvistä paksuseinäisistä sivuosista 9 ja sivuosiin liittyvästä sekä sivuosat toisiinsa yhdistävästä ohutseinäisestä kärkiosasta 10. Poikkileikkauskuvannossa tiiviste-elementti 1 on symmetrinen alustaansa vasten kohtisuoraan 30 kulkevan keskiakselin suhteen. Tätä akselia kutsutaan jäljempänä vain tiivisteen keskiakseliksi. Tiiviste-elementin materiaalina on kumi. Koska tiiviste liukuu hieman vastinpintaansa vasten aluksen ollessa merellä, tiiviste-elementti on tuettu kumin sisällä olevalla tiivisteen pituisella T-muotoisella run-35 golla 3, joka toimii samalla tiivisteen asennusalustana. Tiiviste-elementti 1 liitetään tukilaattojen 5 ja ruuvien 6 avulla kiinnitysosistaan 8 vesitiiviisti runkoon 3 ja tiivistettävään rakenteeseen 4, kuten luukun reunaan. Rungon 3 T-kirjaimen var- 5 65837 siosan muotoinen osa ulottuu tiiviste-elementin 1 sisään tiivisteen keskiakselin suuntaisena ja symmetrisesti sen suhteen. Varsiosan kummallakin puolella varsiosan ja tiiviste-elementin sivuosan 9 välissä on elastinen letku 2 koko tiivisteen matkal-5 la. Letkut sijaitsevat symmetrisesti tiivisteen keskiakselin suhteen. Letkun ollessa normaalitilassa on letkun sisällä sama paine kuin tiivisteen ulkopuolella ja letku on litistyneessä tilassa rungon varsiosan ja tiiviste-elementin sivuosan 9 välissä, jolloin letkun ulkopinta on kosketuksessa sekä tiiviste-10 elementin sivuosan 9 sisäpinnan että varsiosan pinnan kanssa. Tiiviste-elementin sivuosan 9 sisäpinnassa on lisäksi kaareva syvennys 12, jota vasten letku on pullistunut täyttäen syvennyksen tiiviisti. Syvennys on apuna letkun paikoilleen asennuksessa ja lisäksi se parantaa letkun pysymistä oikealla paikallaan 15 sekä parantaa letkun aiheuttaman painevaikutuksen kohdistamista oikeaan suuntaan. Koko tiivistejärjestelmään kuuluu lisäksi laitteisto venttiileineen paineen syöttämiseksi letkuihin 2 sekä paineen poistamiseksi samoista letkuista. Nämä laitteet ovat tavanomaista tekniikkaa, joten yksinkertaisuuden vuoksi näitä 20 ratkaisuja ei ole tarkemmin esitetty selityksessä eikä piirustuksissa.The flexible sealing element 1 consists of two thin-walled leg portions 11 connected to the fastening parts 8, 25 parallel to the edge of the door to be sealed, i.e. the door edge 4, thick-walled side portions 9 further connected to the leg portions. with respect to a central axis 30 perpendicular to its base. This shaft is hereinafter referred to as the seal central shaft only. The material of the sealing element is rubber. Since the seal slides slightly against its abutment surface when the vessel is at sea, the sealing element is supported by a T-shaped run-35 3 inside the seal, which at the same time acts as a mounting base for the seal. The sealing element 1 is connected from its fastening parts 8 to the frame 3 and to the structure 4 to be sealed, such as the edge of the door, by means of support plates 5 and screws 6. The T-shaped part of the body 3 of the letter T extends inside the sealing element 1 parallel to and symmetrically about the central axis of the seal. On each side of the shank part between the shank part and the side part 9 of the sealing element there is an elastic hose 2 for the entire distance of the seal 5a. The hoses are located symmetrically about the central axis of the seal. When the hose is in the normal state, the pressure inside the hose is the same as outside the seal and the hose is in a flattened state between the body stem and the sealing element side part 9, the outer surface of the hose being in contact with both the inner surface of the sealing element In addition, the inner surface of the side part 9 of the sealing element has a curved recess 12 against which the hose is bulged, filling the recess tightly. The recess assists in installing the hose in place and in addition improves the retention of the hose in the correct position 15 and improves the application of the pressure effect caused by the hose in the correct direction. The entire sealing system further comprises an apparatus with valves for supplying pressure to the hoses 2 and for releasing pressure from the same hoses. These devices are conventional technology, so for the sake of simplicity, these solutions are not described in more detail in the description or in the drawings.

Tiivistejärjestely toimii siten, että letkuihin 2 johdetaan ylipaine tiivisteen vetäytymän aikaansaamiseksi. Ratkaisussa - '25 on erotettu paineenalaiset osat 2 ja vesitiiviyden aikaansaamiseksi tarvittava tiivisteosa 1 toisistaan. Ylipaine aikaansaadaan johtamalla rungon varsiosan ja tiiviste-elementin sivuosien 9 välissä litteänä oleviin letkuihin 2 paineilmaa, jolloin letkut pyöristyvät ja pakottavat samalla tiivisteen keskiosan 30 leviämään tiivisteen keskiakselista ulospäin. Tällöin tiiviste-elementin ohutseinäinen kärkiosa 10 oikenee ja sen seurauksena tiivisteen ulottuma keskiakselin suunnassa pienenee. Kun tii-: viste on näin vetäytynyt kokoon, jää tiivisteen ja sen vastin- pinnan väliin rako, joten tarvittava luukku voidaan nostaa pois 35 paikaltaan tiivisteitä rikkomatta. Kun luukku on taas laskettu paikalleen ja rako luukun sekä sen viereisen elementin välissä halutaan tiivistää, lasketaan paine pois letkuista 2, jolloin tiivistemateriaalin elastisuuden ansiosta tiiviste palautuu 6 85837 normaaliasentoonsa saavuttaen maksimiulottumansa tiivisteen keskiakselin suunnassa ja puristuu vastinpintaansa vasten.The seal arrangement works by applying an overpressure to the hoses 2 to cause the seal to retract. In the solution - '25, the pressurized parts 2 and the sealing part 1 required to provide watertightness are separated from each other. The overpressure is achieved by introducing compressed air into the flat hoses 2 between the body part of the body and the side parts 9 of the sealing element, whereby the hoses are rounded and at the same time force the central part 30 of the seal to spread outwards from the central axis of the seal. In this case, the thin-walled tip portion 10 of the sealing element straightens and, as a result, the extent of the seal in the direction of the central axis decreases. When the seal is thus retracted, a gap is left between the seal and its mating surface, so that the required hatch can be lifted out of place without breaking the seals. When the hatch is lowered again and the gap between the hatch and its adjacent element is to be sealed, the pressure is released from the hoses 2, whereby the elasticity of the seal material returns the seal to its normal position 6 85837, reaching its maximum dimension in the middle axis of the seal.

Tiivisteen asennusvaihe ja huolto on helppo suorittaa. Letkut 2 5 kiinnitetään asennusvaiheessa yhdeltä sivulta tiiviste-elementin sivuosan 9 sisäpintaan. Konstruktiolla saavutetaan helposti noin 30 mm tiivisteen vetäytymä, joka on tarpeen riittävän välyksen aikaansaamiseksi tiivistettävien osien väliin siirrettäessä jompaakumpaa osaa. Vetäytymä riittää myös teräsra-10 kenteiden valmistus- ja asennustoleranssien kompensoimiseen.The seal installation phase and maintenance are easy to perform. During the installation phase, the hoses 2 5 are fixed on one side to the inner surface of the side part 9 of the sealing element. The construction easily achieves a seal retraction of about 30 mm, which is necessary to provide sufficient clearance between the parts to be sealed when moving either part. The retraction is also sufficient to compensate for manufacturing and installation tolerances for steel-10 fields.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovel-lutusmuodot eivät rajoitu yksinomaan edellä selostettuun esimerkkiin, vaan voivat vaihdella jäljempänä esitettyjen patent-15 tivaatimusten puitteissa.It will be apparent to those skilled in the art that the various embodiments of the invention are not limited to the example described above, but may vary within the scope of the claims set forth below.

Claims

7 85837

A method for sealing a seam 5 between two elements, such as a lid, with a resilient seal, in which the cross-sectional shape of the seal is changed by a pressure introduced into the seal, characterized in that a pressure higher than the external pressure of the seal is introduced inside the seal so that the seal and that by placing the inner part (7) of the seal at the same pressure as the pressure outside the seal, the resilient force of the sealing material causes the seal to deform back to its normal state, whereby the seal closes tightly against its abutment surface.

A method according to claim 1, characterized in that an overpressure is introduced inside the seal so that the cross-sectional pattern of the seal widens and consequently lows, whereby the deformation causes the sealing surface to detach from its mating surface. And the elastic force of the sealing material whereby the seal narrows and its sealing surface rises and closes tightly against its abutment surface. . 25

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the overpressure is provided by a pressurized medium which is introduced into tight hoses (2) mounted longitudinally inside the seal. - 30

A seal according to claim 1, comprising an elastic sealing element (1), a hollow inner part (7) of the seal and a fastening part (8) of the seal, characterized in that the seal has thin-walled legs (11), associated with rigid , the thick - walled side parts (9) and the thin - walled tip part (10) connecting the side parts, whereby the seal and its parts attached to its base form a closed, hollow whole. 8 85837

Gasket according to Claim 4, characterized in that there is at least one deformable hose (2) between the side parts (9) inside the seal, the outer surface of which has a mating surface which is the inner surface of the side part (9) of the seal.

Seal according to Claim 4, characterized in that inside the seal there are two longitudinal hoses (2) of the seal which can be deformed by means of a pressure medium and a rigid body (3) between the hoses (2) supporting the seal. , to which the seal is attached at the bottom. 9 8 5 S 5 7