NO168441B - Roerkobling - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en kobling ifølge krav-innledningen.

Det er idag et utall koblinger tilgjengelig på marke-det. En type koblinger, hydrauliske eller pneumatiske koblinger medfører deformasjon eller utvidelse av røret eller arbeidsstykket på hvilket dette påsettes, en annen type koblinger benytter en kilepåvirkning ved kileformede ringer som således tetter arbeidsstykket, men igjen deformerer arbeidsstykket. En mutter er vanligvis brukt for å frembringe den nødvendige kompresjonskraft.

Klemmende festeanordninger med splitthode har vært kjent i noen tid, især innenfor området elektriske koblinger.

Patenter som beskriver slike festeanordninger omfatter

US 368 149, US 1 802 381, US 2 406 346 og US 2 440 828 for feste av elektriske ledninger.

Selv om disse kjente koblinger og festeanordninger er brukbare, har de flere ulemper som omfatter bruken av flere til hverandre passende deler, deformasjon av arbeidsstykket, flere dreininger med høy styrke av kraftfrembringende muttere og rotasjon av arbeidsstykket i koblingen når det er festet.

Med koblingen ifølge foreliggende oppfinnelse mini-meres vanskelighetene ved kjente koblinger. Dette oppnås med de i kravene anførte trekk.

Den foreliggende oppfinnelse har flere fordeler i forhold til kjente koblinger og festeanordninger. Disse fordeler omfatter klempåvirkningen som oppnås ved en bøyepåvirkning av den utragende arm isteden for kilepåvirkning ved bruk av store krefter, kamflaten og mutteren som integrerte déler av koblingen, ingen bevegelse av arbeidsstykket eller arbeidsstykkene når koblingen presses på plass, oppbyggingen av koblingen i ett stykke som eliminerer flere deler som skal passe til hverandre, intet behov for å forberede arbeidsstykket spesielt for bruk i koblingen (ved forming, utvidelse, maski-nering etc), ingen dreining av arbeidsstykket, bruk av kun en del av en dreining, i mange tilfeller kun omtrent 18°, eller en tyvendedel av en dreining av koblingens mutter for å oppnå full klemvirkning. Koblingen kan benyttes flere ganger og har stor tilpasningsevne til mange materialer.

På tegningen viser figur la et lengdesnitt av en kobling i henhold til oppfinnelsen uten O-ringtetning, figur lb viser koblingen på figur la med en O-ringtetning, figur 2 viser et tverrsnitt av koblingens mutter på figur la, figur 3 viser et sideriss av koblingen med et delriss av en langsgående . sliss, figur 4 viser et forstørret riss av endesegmentet i slissen av utførelsen på figur 1, 2 og 3, figur 5 viser et sideriss av en kobling med endesegmenter utformet med skråstilte, kurvede eller langsgående slisser, figur 6 viser et lengdesnitt av en annen utførelse av koblingen ifølge oppfinnelsen, figur 7 viser et ytre riss av en ytterligere utførelse av koblingen ifølge oppfinnelsen, figur 8 viser et enderiss av en kobling med en sylindrisk sliss, figur 9 viser et lengdesnitt av en utførelse av oppfinnelsen for bruk med myk eller fleksibel slange: eller rør, figur 10 viser et lengdesnitt av en ytterligere kobling ifølge oppfinnelsen hvor tetningen oppnås ved trykk mot tetningslegemet isteden for ved friksjons-pasning, figur lia viser et lengdesnitt av en utførélse av oppfinnelsen hvor de klolignende segmenter har fremspring for anlegg i tilsvarende utsparinger i arbeidsstykket, og figur 11b viser den samme kobling som på figur lia uten utsparingene i arbeidsstykket-

Utførelsen av koblingen 10 på\ figur la, lb, 2,3 og; 41 er vist i en stilling med påmontert en mutter og et hov.edTe.geme: 1 som igjen er delvis oppdelt i en oppsplittet segmentende. 211,. en tverrgående flate 22, en utvendig utsparing 23 som tjener til å adskille segmentenden 21 fra den tverrgående flate 22, en gjenværende seksjon 24 og en sentral aksial passasje 25

som forløper oven hele hovedlegemets 1 lengde. Figur la viser den fullstendige kobling uten O-ringstetningen 3 som er vist på figur lb. Selv om mange bruksområder av denne kobling vil vise at bruken av. O-ringstetningen 3 er å foretrekke, er tetningen absolutt krevet for å danne en tett forbindelse mellom hovedlegemet og arbeidsstykket.

Den oppslissede segmentende 21 er delt opp i flere segmenter med flere slisser 8 hvor hvert segment har félles ytre gjenger 51 og hvert segment danner en utragende arm.

Fire slike slisser 8 og fire slike segmenter 7 er vist i ut-rørelsen på figur 2. Hovedlegemets 1 oppslissede segmentende 21 vist på figur 2 er delt i fire like segmenter ved hjelp av fire langsgående slisser som er anordnet i ens avstand. Imidlertid kunne flere eller færre slisser benyttes som dermed ville frembringe flere eller færre segmenter, mens et minimum på to slisser kreves. Slissene må ikke ha samme avstand fra hverandre selv om dette foretrekkes.

Figur 4 viser et detaljert lengdesnitt av et enkelt segment 7 av en segmentende 21, et snitt av en ytre utsparing 23, et snitt av et parti av legemet 1 med tverrgående flate 22 og et snitt av en mutter 2. Flaten 22 som forbinder utsparingen 23 med resten av legemet, er en kamflate eller en kraftreaksjonsflate for mutteren 2. Platen 22 er i det vesentlige perpendikulær til den aksiale passasjes 25 akse 27, men kan avvike fra den rette vinkel forutsatt at reaksjonskraften som fremkommer ved tetningen av koblingen er tilstrekkelig til å holde arbeidsstykkene. Også vist på figur 4 i

snittet av segmentet 7 er segmentets 7 ytre gjenger 51. Hvert endesegment 7 har ytre gjenger. På figur 4 er også vist gjengene 28 i mutteren 2 og et arbeidsstykke, i dette tilfelle et rør 4. Hvert endesegment danner en utragende arm hvor det gjengede segment 7 er det utragende legeme av den utragende arm og legemet understøttes ved utsparingen 23. Tverrsnittets nøytrale akse 9 gjennom utsparingen 2 3 for et endesegment 7 er vist på figur 2. Den nøytrale aksel reduseres til et punkt 12 på figur 4. Et bøyemoment oppstår i alle utragende armer.

Under bruk holder og klemmer koblingen 10 et arbeidsstykke som eksempelvis et rør 4 på figur la eller lb og figur 4. Klempåvirkningen begynner med tilstramming av mutteren 2. Når mutteren 2 er strammet vil dens fremre kant 29 nærme seg flaten 22. Når flaten 29 kommer i kontakt med flaten 22, vil en reaksjonskraft 5 oppstå, når mutteren 2 forsatt strammes til vil flaten 22 virke som en kamflate. Som vist på figur 4 overføres kraften 5 via mutterens 2 legeme til gjengene 51 på det utad ragende segment 7, noe som resulterer i utviklingen av flere krefter, hvorav kun én kraft 6 er nummerert. Kreftene 6 driver eller beveger segmentet eller den utragende arm 7 radialt innad og klemmer således arbeidsstykket eller røret 4 på plass. Denne påvirkning foregår samtidig i alle endesegmenter 7 og klemmer således arbeidsstykket 4 med kraft på plass.

Nøkkelfaktoren i klempåvirkningen er størrelsen av avstanden 30 vist på figur 4. Avstanden 30 er avstanden fra det sted hvor den sterkeste kraft påføres, til den nøytrale akses projeksjon, punkt 12. Kraften 6 er ikke ensartet langs gjengene 13 og er sterkest ved gjengeflaten 31. Således er avstanden 30 og 32 på figur 4 som er momentarmer for bøyekraf-ten, meget viktig for kraftnivået 6 som kreves for anlegget og nivået eller styrken av klempåvirkningen.

Kreftene' 6 hindrer enhver aksial bevegelse av røret

4 når det foreligger øket trykk på innsiden av røret og koblingen. "0"-ring;en 3 vist på figur lb, hindrer at fluid kan forlate røret 4 og koblingen 10 dersom fluid skulle trenge inn mellom enden; av røret 4 og legemet 1. I mange tilfeller vil imidlertid forbindelsen være tilstrekkelig tett til at fluid holdes tilbake også der hvor det ikke foreligger noen 0-ring, som vist på figur la.

På figur 2 er koblingens 10 oppsplittede segmentende vist med fire langsgående slisser i den foretrukne utførelse av figur la, lb;,- 2, 3 og 4. Slissene vist på figur la og lb strekker seg aksialt til punktet 12 på figur 4. Figur 5

viser en annen utførelse av koblingen hvor den oppsplittede segmentende 21 er oppdelt i ulike typer slisser 32. Disse slisser er ikke radialt anordnet ved at de ikke krysser sen-teraksen 27 i den aksiale passasje 25, slik som slissene 8. Slissen 52 vist på figur 5, er en skråstilt sliss som hverken strekker seg i lengderetningen eller i radial retning. Ytterligere en slisstype er vist på figur 8. Slissene 62 har sylindrisk form, noe som resulterer i segmenter 53 med ulike for-mer. Tydelig er mange ulike slissutforminger mulige som alle kan utnytte klempåvirkningen ved bøyning ifølge oppfinnelsen.

Figur 6 viser en utførelse av en kobling 33 med to oppsplittede segmentender 34, 35, to flater 36 og 37 for kam-påvirkning eller reaksjonskraftpåvirkning, to 0-ringer 38 og 39, to utsparinger 40 og 41 og en aksial passasje 42 som for-løper fra koblingens 33 ene ende til den annen. Figur 6 viser også en kobling 43 for arbeidsstykket, som tillater at to arbeidsstykker 44 og 45, eller rør av samme eller ulike stør-relser, kan forbindes. Rørene 44 og 45 er klemt på plass ved bøyepåvirkning av den utragende arm i koblingen 33 når muttere på endene 34 og 35 strammes til mot kamflåtene 36 og 37.

En ytterligere utførelse av koblingen 54 er vist på figur 7. Koblingen 54 har to segmenterte ender 55 og 56 og et hovedlegeme 57 som er bøyd til albueform. To kamflater eller reaksjonsflater 58 og 59 benyttes. Koblingen 54 tillater forbindelsen av to arbeidsstykker 6 0 og 61 i en vinkel.

Det kan tydelig benyttes et stort antall utforminger av hovedlegemet i forbindelse med koblingen ifølge oppfinnelsen. Andre mulige utforminger av legemet omfatter, men er ikke begrenset til, overganger, hunkoblinger, hun- og hann-albuer, T-rør, hun- og hann-side T-rør, hun- og hann-fordeler T, rørkryss, veggkoblinger, veggalbuer og vegg-T'er.

Figur 9, 10, lia og 11b viser mer spesielle utførel-ser av koblingen ifølge oppfinnelsen. Figur 9 viser formen av en kobling som fordelaktig kan benyttes med myke eller fleksible rør, eksempelvis gummi- eller plastslanger, rør med myke vegger, flettede slanger, metallflettede slanger og lig-nende. Koblingen på figur 9 har komponenter som tilsvarer komponentene i andre koblinger i henhold til oppfinnelsen: klolignende segmenter 91 som hvert danner en utragende arm,

en mutter 92, tverrgående kamflater 93 og hovedlegeme 94. Hvert klolignende segments 91 indre flate kan være glatt eller fortannet (som vist) for å gi ytterligere grep og hold mot arbeidsstykket 98. I tillegg er en stiv metall- eller annen stiv ring 96 presset inn i en utsparing eller skulder 97 eller utformet som en sammenhengende del av hovedlegemet for å frembringe en flate mot hvilken klørne 91 kan presses og holde det fleksible arbeidsstykke 98. For å samle koblingen på figur 9 er alt som kreves å presse slangen eller et annet arbeidsstykke 98 over ringen 96 og å føre disse to inn mot skulderen 99. Dette er meget enkelt da segmentene 91 ennå ikke er tilstrammet. Dreining av koblingsmutteren 4 2 klemmer arbeidsstykket på plass. Denne kobling har især en fordel ved at det ikke kreves en O-ringtetning for sikre fluidtett-het da en tilstrekkelig tetning oppnås ved kontakt mellom rør-ets 98 indre flate og ringens 96 ytre flate som også kan være

fortannet for ytterligere tetning (ikke vist).

Figur 10 viser en utførelse av koblingen hvor fluid-tetning oppnås ved trykk mot en O-ring eller en ring av bløtt metall eller annet deformerbart materiale isteden for en frik-sjonspasning med en O-ring omkring røret eller arbeidsstykket. Koblingen omfatter standard koblingskomponenter ifølge denne oppfinnelse: klolignende segmenter 101.som hvert danner en utragende arm, en mutter 102, en kamflate 103 og koblingens 104 hovedlegeme. Den indre flate 105 på hver utragende arm eller endesegment omfatter et kileformet fremspring 106 eller en tann som strekker seg utad fra den indre flate. Det stive arbeidsstykke eller rør 107 omfatter en kileformet utsparing 108 som tilsvarer fremspringet 106. En O-ring 109 (eller lig-nende tetningsmateriale, som eksempelvis en ring av mykt metall eller en plastring, etc.) hviler på en skulder 110 i koblingens hovedlegeme 104.

Under bruk av koblingen på figur 10, når mutteren 102 strammes til, beveges segmentene 101 innover i retningen vist med pilen 111. Arbeidsstykket 107 klemmes derved samtidig av en radial kraft (i pilens 11 retning) som utøves av segmentene 101 og beveger seg fremover aksialt eller i lengderetningen i pilens 112 retning hvoretter et trykk eller en kompresjonskraft på O-ringen 109 utøves for derved å danne en fluidtett tetning. Dersom arbeidsstykket holdes i en fast stilling av en ytre konstruksjon i forhold til koblingen, vil koblingen bevege seg fremover i pilens 113 retning og derved sammenpresse O-ringen. I alle tilfeller er det bevegelsen av arbeidsstykket i forhold til koblingen som gir tetningen.

Den aksiale langsgående kraft fremstilles ved påvirkningen av den koniske flate 114 som er del av koblingssegmentets fremspring mot den koniske flate 115 som er del av røret eller arbeidsstykket 107. Den resulterende kraft som på flaten 114 påføres flaten 115 forløper i pilens 116 retning. Denne kraft

har, slik det kan ses, både aksiale og radiale komponenter og gir således både den krevede klempåvirkning og den langsgående kompresj onspåvirkning.

Koblingen på figur 10 har mange betydelige fordeler, bl.a. stor aksial motstand mot løsgjøring ved strekk mot koblingen og en tetning som er i stand til å motstå høyt trykk før fluidlekkasje i det hele tatt begynner. På grunnlag av tetningstypen er det videre mulig å oppta rør eller arbeidsstykker som er betydelig fravikende fra sirkelformen ved å benytte O-ringen eller annen tetning 109 og skulderen 110 som er stor nok til å oppta eksentrisiteten. Den kombinerte klem-ming og kompresjon av denne kobling vil holde et stykke som er bragt ut av den runde form.

Figur lia og 11b viser en ytterligere utforming av koblingen som benytter fremspring på de indre flater av de klolignende segmenter for å øke koblingens evne til å motstå aksiale belastninger og dreiemomenter. Den indre flate 121

av hvert utragende segment har et fremspring 122 som tilsvarer et innsnitt 124 i arbeidsstykket 123, som vist på figur lia. Også vist på figur lia er en fjær 125 som kan benyttes, men ikke er vist på figur 11b, og som danner en tett forbindelse mellom arbeidsstykket 12 3 og legemet 129 i koblingen.

Figur 11b viser en tilsvarende kobling hvor fremspringet 126 på flaten 121 er festet mot arbeidsstykket ved hjelp av mutteren 127. Denne kobling er ikke helt så tett som koblingen på figur lia.

Ved koblingen på figur lia gir især de overensstemmende fremspring 122 og utsparinger 124 under påvirkning av kreftene i koblingen stor motstand mot at røret eller arbeidsstykket trekkes ut av koblingen, ved høyt trykk i røret. Denne forbindelse metall mot metall gir den store trykkapasitet. Fjæren 125 virker til å gi motstand mot adskillelse eller løs-gjøring av arbeidsstykket i koblingen under høyt dreiemoment, slik det kan foreligge ved oljeboringsoperasjoner.

Claims (5)

1. Kopling for fastholding av et rørformet eller sylindrisk legeme med lengdeaksen i det minste delvis gjennom-gående, omfattende et kontinuerlig perifert hovedlegeme og en mutter, KARAKTERISERT VED at hovedlegemet omfatter en aksial passasje som strekker seg gjennom legemet langs lengdeaksen, at hovedlegemet omfatter en i det vesentlige rett, segmentert ende med ytre delte gjenger, overensstemmende med mutteren og hvor slisser deler enden i flere segmenter, at en tverrstilt flate forløper omkring lengdeaksen i det vesentlige perpen-dikulært til lengdeaksen og danner en anleggsflate for en trykkraft fra mutteren, at hvert segment omfatter en ytre flate som strekker seg over lengden og omfatter et første og et annet parti, at- gjengene på mutteren og segmentene omfatter skråstilte sidevegger, og at den aksiale passasje, den segmenterte ende og den tverrstilte flate er slik anordnet at når et legeme innsettes i passasjen og mutteren spennes mot den tverrstilte flate, vil en trykkraft overføres gjennom mutteren via mutterens indre gjenger og virke mot segmentenes ytre gjenger, idet både radiale og akseparallelle komponenter av reaksjonskraften bidrar til å bøye de enkelte segmenter innad mot lengdeaksen og derved fastklemme legemet.

2. Kopling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at hoved:-legemet omfatter en:O-ring anordnet omkring den aksiale passasje.

3. Kopling: ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED at slissene i den gjengede segmenterte ende ikke er parallelle med lengdeaksen.

4. Kopling ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED at den segmenterte ende omfatter 3 eller 4 segmenter.

5. Kopling ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED at hovedlegemet omfatter flere gjengede segmenterte ender.