FI92377B - Yhteyslaite ensimmäisen ja toisen kammion välillä suurilla veden syvyyksillä - Google Patents

Description

92377

Yhteyslaite ensimmäisen ja toisen kammion välillä suurilla veden syvyyksillä 5 Keksintö koskee yhteyslaitetta ensimmäisen ja toisen kammion välillä suurilla veden syvyyksillä, joissa kammioissa on sama, veden painetta pienempi paine, ja erityisesti vedenalaisen aluksen ja meren pohjalla olevan laitteiston kammion välinen yhteyslaite, johon yhteyslaitteeseen kuuluu sisempi ja 10 ulompi samankeskeinen putkimainen elementti, jotka on tarkoitettu toimimaan yhdessä teleskooppisen sylinterin tavoin.

Esillä oleva keksintö on kehitetty erityisesti ratkaisemaan ne ongelmat, joita kohdataan haluttaessa kytkeä vedenalainen 15 alus ja yksi-ilmakehäinen kammio lähteen huoltoa varten, mutta se ei tietenkään rajoitu tällaiseen käyttöön. Mainittu esimerkinomainen kytkeminen tehdään ensi sijassa henkilöstön yhteyksiä ajatellen. Sellaiselle yhteyslaitteelle asetetaan joukko vaatimuksia. Tällaisen yhteyslaitteen rakenteen on 20 mm. oltava sellainen, että se voi ulottua vähäisten etäisyyksien päähän, kun sitä kytketään kiinni tai irti. Kytketyssä tilassa toivotaan laitteen myös voivan sopeutua pienempiin etäisyyden vaihteluihin kahden kytketyn kammion välillä. Laitteen on myös erityisesti voitava sopeutua pienem-25 piin siirtymiin varsinaisten etäisyysmuutosten lisäksi. Toivottavaa on myös, että yhteyslaitteen rakenne on sellainen, ettei toinen kammio ja yhteyslaite paina toista kammiota.

Käytännön esimerkkinä voidaan viitata olosuhteisiin veden-30 alaisella aluksella siihen kuuluvine työyksiköineen, joita on selostettu ja esitetty norjalaisessa patenttihakemuksessa no. 850957. Kun työyksikkö ja vedenalainen alus on kytkettävä yhteen ilman erikoisia toimenpiteitä, aikaansaadaan erittäin jäykkä yhteys, johon tulee kohdistumaan suuria voimia 35 silloin, kun kammiot (työyksikkö ja vedenalainen) joutuvat liikkeeseen toistensa suhteen. Siten työyksikkö esimerkiksi on kiinnitetty tuotantorakenteen huippuun, kun työyksikköä käytetään kammiona lähteen huollossa, ja on olemassa vaara, 92377 2 että työyksikkö voi liikkua vedenalaisen suhteen, jonka edellytetään olevan telakoituneen ja lukitun vedenalaisen rakenteen kehikkoon. Samanaikaisesti on tietenkin vaatimuksena, että molemmat kammiot sijaitsevat hyvin tarkasti toi-5 siinsa nähden siten, että tiivistyslaipat kiinnittyvät oikein ennen kuin yhteyden paine alennetaan.

Keksinnön mukaisesti ehdotetaan alussa mainittua yhteyslai-tetta, jolle on tunnusomaista, että yhteyslaite käsittää 10 hydraulisen järjestelmän teleskooppisen sylinterin ohjattua toimintaa varten, että teleskooppisen sylinterin sisempi elementti on varustettu laipalla, joka muodostaa molempien teleskooppielementtien välisessä rengastilassa männän, johon hydraulinen järjestelmä vaikuttaa, ja teleskooppisen sylin-15 terin ulompi elementti on jäykästi kiinnitetty ensimmäiseen kammioon ja että ainakin sisemmän elementin vapaaseen päähän kiinnitetty vastelaippa on siirrettävissä tartuntaan toisessa kammiossa olevan laakerin kanssa.

20 Sellaisella yhteyslaitteella täytetään edellä mainitut vaatimukset. Teleskooppisen rakenteen ansiosta on mahdollista sovittautua sovituslaipan ja viereisen kammion etäisyyteen kiinnityksen ja irrotuksen aikana. Kytketyssä tilassa pienemmät etäisyyden muutokset otetaan vastaan teleskooppisella 25 rakenteella. Muut suhteelliset liikkeet otetaan vastaan käyttäen pallomaista kiinnitystä.

Keksinnön mukainen yhteyslaite soveltuu hyvin kytkemiseen ja irrottamiseen meriveden painetta hyväksikäyttäen. Yhteys-30 laitteen eräälle suoritusmuodolle on tämän saavuttamiseksi tunnusomaista, että hydrauliseen järjestelmään kuuluu merivesi /hydrauliväliaine-akku, joka liittyy teleskoooppisen sylinterin ulostyöntö-ohjauspuoleen, sekä kammioilmakehä/hydrauliväliaine -akku, joka liittyy teleskooppisen sylinterin 35 sisäänveto-ohjauspuoleen.

Il 92377 3

Mainittu toinen putkimainen elementti voi olla jäykästi kiinnitetty ensimmäiseen kammioon, mutta erityisen edulliselle suoritusmuodolle on tunnusomaista, että toinen putki-5 mainen elementti on asennettu ensimmäiseen kammioon pallomaisella laakerilla. Tällöin kasvaa laitteen mahdollisuus ottaa vastaan ja kompensoida molempien kammioiden välinen suhteellinen liike.

10 Keksintöä selitetään lähemmin piirustukseen viitaten, jossa:

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaista yhteys-laitetta, joka on kiinteästi liitetty toiseen kammioon; 15

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen yhteys-laitteen toisen suoritusmuodon, joka on liitetty toiseen kammioon pallomaisesta; 20 Kuvio 3 esittää yksityiskohtaisemman pitkittäisleikkauksen suuremmassa mittakaavassa kuviossa l esitetyn tyyppisestä yhteyslaitteesta, jossa teleskooppisylinteri on sisään- eli takaisin vedetyssä asennossa; 25 Kuvio 4 esittää kuvion 3 mukaisen suoritusmuodon ulos työnnetyssä asennossa;

Kuvio 5 esittää kuviossa 3 ympäröidyn alueen suurennoksen; ja 30

Kuvio 6 esittää keksinnön mukaiseen yhteyslaitteeseen kuuluvan edullisen hydraulisen järjestelmän suoritusesimer-kin.

92377 4

Kuviossa 1 voidaan ajatella, että katkoviivoin esitetty ympyrä 1 kuvaa leikkausta vedenalaisesta aluksesta, joka on kytkettävä kammioon 2. Kammiossa 2 on lähemmin esittämättä 5 oleva yhteysluukku 3, kun taas vedenalaisessa 1 on yhteys -laite 4, joka pääasiassa käsittää ulomman putkimaisen, kohdassa 6 vedenalaiseen liitetyn elementin 5, sekä sisemmän ja samankeskeisen putkielementin 7, joka liukuvasti ja tiivistetysti on sovitettu ulompaan putkimaiseen elementtiin 5.

10 Putkimaisten elementtien 5 ja 7 väliin muodostuu rengastila 8, jossa sisempään putkimaiseen elementtiin 7 sijoitettu laippa 9 toimii mäntänä.

Sisemmän putkimaisen elementin 7 vapaassa eli ulommassa 15 päässä on muodoltaan laippamainen kotelo 10, joka on varustettu renkaan muotoisella laakerin sovituksella 11 vastaavaa pallomaista rengasta 12 varten. Tämä pallomainen rengas 12 toimii sovituslaippana, joka tiivistävästi liittyy kammion 2 yhteysluukun 3 ympäri. Sisemmässä putkimaisessa elementissä 20 7 on toisessa, vedenalaiseen 1 päin olevassa päässä yhteys- luukku 13.

Ymmärretään, että kun paineväliainetta syötetään kuviossa 1 esitetyn männän 9 vasemmalle puolelle, tulee elementti 7 25 siirtymään oikealle siten, että tiivistyslaippa 12 tiiviisti tulee kosketukseen yhteysluukun 3 ympärille. Tätä liikettä on hahmoteltu katkoviivoin kuviossa 1. Sisemmän putkimaisen elementin 7 siirtyminen oikealle edellyttää tietenkin, että vastaavalla tavalla tyhjennetään rengastilaa männän 9 oike-30 alla puolella. Välineitä tätä rengastilan paineistusta/tyh-jennystä varten ei ole esitetty kuviossa 1, mutta erästä edullista hydraulista järjestelmää, jota voidaan käyttää, selitetään lähemmin kuvioon 6 viitaten edempänä.

35 Yhteyslaitteen kuviossa 2 esitetty suoritusmuoto rakentuu pääasiassa samalla tavalla kuin kuviossa 1 ja siinä käytetään siksi samoja viitenumerolta vastaaville osille.

Il 92377 5

Ainoa ero kuvion 1 suhteen on siinä, että kuviossa 2 olevalla suoritusmuodolla on pallomainen ulomman putkimaisen elementin 5 kiinnitys vedenalaiseen alukseen l. Tämä pallomainen kiinnitys muodostuu pääasiassa rengasmaisesta kammiosta 5 14, jossa on rengasmainen pallosovitus 15 pallomaista ren gasta 16 varten, jolloin tämä rengas 16 kuuluu ulompaan putkimaiseen elementtiin 5. Kuvion 2 mukainen yhteyslaite on siis sellainen, että se voi liikkua suhteellisen vapaasti sekä vedenalaisen 1 että kammion 2 suhteen, koska ulompi 10 putkimainen elementti 5 voi liikkua vedenalaisen 1 suhteen ja sisempi putkimainen elementti 7 voi liikkua kammion 2 suhteen, ts. kammiota 2 vasten asetetun tiivistyslaipan 12 suhteen.

15 Kuten mainittiin, esitetään kuvioissa 3-5 kuvion l suoritusmuoto suuremmassa mittakaavassa ja useammin yksityiskohdin. Kuvioissa 3 - 5 on siksi myös käytetty samoja viitenumerolta kuin kuviossa 1 siinä määrin kuin on tarkoituksenmukaista .

20

Vedenalaisen l rungossa olevaan aukkoon on hitsattu vahva rengas 17. Renkaan muotoinen päätypohja 18 on vahvoilla ruuveilla 19 kiinnitetty renkaaseen 17. Toisesta päästään laipalla varustettu putki 20 on kiinnitetty renkaan muotoiseen 25 päätypohjaan 18 laippapulteilla 21. Putken 20 toisessa pääs-, sä sen päälle on ruuveilla kiinnitetty kartiomainen, renkaan muotoinen ulompi päätypohja 22. Mainitut rakenneosat 18, 20 ja 22 muodostavat aiemmin kuvion 1 yhteydessä mainitun ulomman putkimaisen elementin 7.

30

Sisempi putkimainen elementti 5 muodostuu putkielimestä 23, jonka toinen pää - tässä se pää, joka pistää sisään vedenalaiseen 1 - on varustettu aukon kauluksella 24 yhteysluukun 13 sovittamiseksi. Putken 23 toiseen, ulompaan päähän on 35 asetettu renkaan muotoinen kotelo 10, joka kuviossa 5 on esitetty liitettynä putkeen 23 ruuveilla 25. Kotelo 10 muodostuu sisemmästä rengasmaisesta osasta 26 sekä kahdesta !* ulommasta rengasmaisesta osasta 27, 28, jotka on liitetty 6 92377 yhteen kohdassa 29, kuten kuviossa on esitetty. Ulompi ren-gasosa 27 on kiinnitetty sisempään kotelon osaan 26 ruuveilla 29. Sisemmän kotelon osan 26 ja ulomman kotelon osan 27, 28 väliin on toisiaan vastaan olevia pintoja 30, 31 pal-5 lomaiseksi koneistettaessa aikaansaatu asennustila 32 pallomaista rengaselementtiä 12 varten. Tämä pallomainen ren-gaselementti 12 muodostuu, kuten kuviossa 5 on esitetty, kahdesta osasta, nimittäin sisemmästä renkaasta 33 ja ulommasta renkaasta 34. Ulommassa renkaassa 34 on siihen kiris-10 tetty tiiviste 35, joka on tarkoitettu tiivistävää kosketusta varten kammion 2 yhteysluukun 3 ympärillä olevaan alueeseen. (ks. kuvio 1).

Teleskooppielinten 5 ja 7 välissä olevaa välttämätöntä tii-15 vistettä ei ole esitetty tarkemmin, lukuun ottamatta kuviota 5, jossa esitetään päätypohjan 22 ja putken 23 väliset tiivisteet 36, 37.

Kuten kuvioissa 3 ja 4 on esitetty, on mäntä 9 rengaselimen 20 muotoinen ja hitsattu putkeen 23. Männänkehän pinta on tiivistetty putken 20 sisäseinää vasten, hahmotellulla tiivisteellä 38.

Kuviossa 6 esitetään yhteyslaitteen hydraulinen järjestelmä, 25 jossa ympäröivän meriveden painetta käytetään edullisesti hyväksi teleskooppisylinterin ohjaamiseksi ja tiivistyslai-pan pitämiseksi läheistä kammion seinää vasten.

Kuviossa 6 on käytetty samoja viitenumerolta kuin kuvioissa 30 1 ja 3 - 5, jolloin vain oleellisimmille osille on merkitty vastaavat viitenumerot.

Kuvion 6 järjestelyn toiminnan ymmärtämisen kannalta olennaista on kuviossa esitetyt pinta-alat, joita on merkitty 35 AI, A2 ja A3.

« ·

II

7 92577 Nämä pinta-alat on mitoitettu siten, että yhteyslaite on tasapainoinen ja siten, että samalla aikaansaadaan välttämätön paine tiivistyslaippaan sen painamiseksi tiiviisti 5 kuviossa 6 esittämättä olevaa toista kammiota 2 vastaan.

Tämä paine on riittävän suuri liitännän ylläpitämiseksi, eikä siten tarvita hydraulisia apusylintereitä tai vastaavia apuvälineitä. Lisäksi vältetään ne voimat, jotka pyrkivät siirtämään kammiota 2 ja yhteyslaitetta 4 kohti vedenalaista 10 alusta 1, kun yhteys on aikaansaatu ja kulkureitti yhteys-laitteen läpi on avoin.

Ymmärtämisen helpottamiseksi esitetään seuraavassa laskuesimerkki, jossa oletetaan, että putken 5 sisähalkaisija on 84 15 cm, tiivistyslaipan halkaisija 125 cm ja putken 20 halkaisija 120 cm. Esitetyt pinta-alat AI, A2 ja A3 ovat tällöin: AI = ^*7T* 842 = 5542 cm2 20 A2 = V * π * 1252 = 12272 cm2 AI = M * π * (1252 - 842) = 5768 cm2

Kun putkea 5 tiivistyslaippoineen 12 on siirrettävä esittä-25 mättä olevaa kammiota 2 kohti, vaikuttaa ympäröivän veden • paine P pinta-alalle Ai vastustaen tätä liikettä. Tämä kom pensoidaan johtamalla ympäröivä paine P rengaspinnalle A3, mikä tapahtuu ottamalla merivettä vesi/öljy-akkuun 40, joka siirtää tämän paineen mäntään 9. Koska pinta-ala A3 on hiu-30 kan suurempi kuin ala Ai, syntyy ulospäin suuntautunut positiivinen voima. Tätä voimaa vastustaa kuitenkin se paine, : joka muodostuu renkaan muotoisen männän 9 ulkopuolella ole vaan rengastilaan. Siksi tämä rengastila on tyhjennettävä hallitulla tavalla, joka tapahtuu öljy/ilma-akun 41 avulla. 35 Akun ilmaosa tasataan aluksessa l olevaan ilmanpaineeseen.

Tällä tavalla aikaansaadaan putken 5 ohjattu liike ulospäin. Kun tiivistyslaipan 12 ja kammion 2 välille on aikaansaatu kosketus, lasketaan putkessa 5 olevaa painetta ja vettä pum- 8 ο ^ ' / Τ S L.*J ! / pataan pois. Tällöin yhteyslaitteen ja kammion 2 välillä vaikuttaa voima F, joka on: F = P * (A2 - AI) 5 Tässä on huomautettava, että pinta-alojen AI ja A3 välinen tasapaino pysyy, koska putki 5 ja kammio yhdessä toimivat oleellisesti samalla tavalla kuin ennen yhteenkytkemistä. Pinta-ala AI, johon ympäröivä vedenpaine vaikuttaa, on ta-10 vallaan "siirtynyt” esittämättä olevan kammion 2 toiselle puolelle.

Irtikytkettäessä menetellään siten, että yhteysluukut suljetaan ja putki 5 täytetään vedellä. Putkessa oleva paine 15 nostetaan ympäristön paineeseen. Vettä öljy/vesi-akusta 40 päästetään vedenalaiseen 1. Putki 5 liikkuu silloin kohti vedenalaista 1. Tämän aikana voi öljy/vesi-akku olla yhteydessä sekä vedenalaiseen ja männän 9 ulkopuolella olevaan tilavuuteen siten, että viimeksi mainittu tilavuus voidaan 20 täyttää öljyllä akusta 41.

Claims (4)

92377 9

1. Yhteyslaite ensimmäisen ja toisen kammion (1, 2) välillä suurilla veden syvyyksillä, joissa kammioissa on sama, veden painetta pienempi paine, ja erityisesti vedenalaisen aluksen 5 (1) ja meren pohjalla olevan laitteiston kammion (2) välinen yhteyslaite (4), johon yhteyslaitteeseen kuuluu sisempi ja ulompi samankeskeinen putkimainen elementti (7, 5), jotka on tarkoitettu toimimaan yhdessä teleskooppisen sylinterin tavoin, tunnettu siitä, että yhteyslaite käsittää hydraulisen 10 järjestelmän (40, 41) teleskooppisen sylinterin ohjattua toimintaa varten, että teleskooppisen sylinterin sisempi elementti (7) on varustettu laipalla (9), joka muodostaa molempien teleskooppielementtien (5, 7) välisessä rengastilassa (8) männän, johon hydraulinen järjestelmä vaikuttaa, ja te-15 leskooppisen sylinterin ulompi elementti (5) on jäykästi kiinnitetty (6) ensimmäiseen kammioon (1) ja että ainakin sisemmän elementin (7) vapaaseen päähän kiinnitetty vaste-laippa (12) on siirrettävissä tartuntaan toisessa kammiossa (2) olevan laakerin kanssa. 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhteyslaite, tunnettu siitä, että hydrauliseen järjestelmään kuuluu välineet (40, 41) teleskooppisen sylinterin ulostyöntöohjausta varten meren vedenpaineen avulla sekä välineet (40, 41) teleskooppisen sy- 25 linterin vastapaineen ohjattua alentamista varten.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen yhteyslaite, tunnettu siitä, että hydrauliseen järjestelmään kuuluu merivesi/hyd-rauliväliaine-akku (40), joka liittyy teleskoooppisen sylin- 30 terin ulostyöntoohjauspuoleen, sekä kairanioilmakehä/hydrauli-väliaine-akku (41), joka liittyy teleskooppisen sylinterin sisäänveto-ohjauspuoleen.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen yhteyslaite, tunnettu sii-35 tä, että vastelaippa (12) on pallomaisesti kiinnitetty. 92377 10