NO175463B - Indre sentreringsanordning for rörformede elementer - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en indre sentreringsanordning for rørformede elementer, av den typen som fremgår av innledningen til det etterfølgende patentkrav 1.

Det er velkjent at ved mange anvendelser, og særlig ved automatisk sveising av endene til rør med stor diameter, kreves det generelt en nøyaktig anbringelse av endene, samt at endekantene passer sammen innen rimelige toleranser.

Det er kjent mange anordninger for innvendig griping av endene til rør som skal sammenkobles ved endene. De fleste av disse kjente anordninger angår opprettholdelse eller gjenopprettelse av den sylindriske formen til rørendene, men gjør det ikke mulig å oppnå en nøyaktig koaksial innretting av rørene. Mange kjente anordninger påvirker den innbyrdes beliggenhet av endene, men muliggjør ikke dreining og tverrgående forskyvning av rørendene.

Dessuten er ingen av de kjente sentreringsanordninger i stand til å gi sylinderform til de tilstøtende ender samtidig med at de kan leddinnstilles på en slik måte at det oppnås fem frihetsgrader, hvilket er strengt nødvendig for å sikre at endene av rørene som skal forbindes er nøyaktig plassert, samtidig med at det kompenseres for feil i formen som skyldes vanlige bearbeidingstoleranser.

FR 1240158 viser (i fig. 5 - 7) en anordning med et midtre holdeelement som har et kuleledd ved midten. Skriftet viser også midler for bevegelse av klemelementer. Disse elementer danner bare kontakt mot rørenes innsider langs en ringsone i hvert rør. Dette gir ikke noe sikkert feste for vinkelinnstilling, og den kjente anordning er ikke egnet til annet enn å sentrere endepartiene av rørene, dvs. ikke resten av rørene i noen vesentlig lengde fra skjøtestedet. Koaksial innretting av rørene, bortsett fra endepartiene, synes å måtte utføres med andre midler.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å unngå de ovenfor nevnte ulemper og å komme frem til en sentreringsanordning som er forholdsvis enkel og ikke særlig kostbar å fremstille, mens den er pålitelig og enkel å bruke og muliggjør forskyvning og nøyaktig innbyrdes anbringelse av et rør i forhold til et annet, selv i det tilfelle hvor rørene er aksialt forsatt og/eller feil innrettet, samt kontrollert radial deformasjon av endene som skal forbindes når dette er nødvendig for å gjenopprette formtoleransene.

Sentreringsanordningen i henhold til oppfinnelsen kjennetegnes ved at i det minste en av posisjoneringsinnretningene i fastgjort tilstand kan beveges hydraulisk i aksial retning, og at i det minste en av posisjoneringsinnretningene er tilkoblet holdeelementet og er utstyrt med en innretning for vinkelinnstilling i forhold til holdeelementet, hvilken innretning kan trykke mot den radiale utsiden av holdeelementet i aksial avstand fra tilkoblingsstedet eller - stedene.

På grunn av den aksiale forskyvbarheten til i det minste en av posisjoneringsinnretningene og muligheten til vinkelinnstilling kan to rørender innrettes innbyrdes bare ved bruk av sentreringsanordningen, dvs. uten at det trengs hjelpemidler for dette på utsiden av rørene.

Utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav. I henhold til disse utførelsesformer omfatter sentreringsanordningen følgende trekk: - Hvert av posisjonerings- elementene består av en hul muffe, og innretningen for vinkelinnstiIling består av i det minste tre radiale aktuatorer anordnet mellom hver muffe og holdeelementet. - Hver muffe består av en ytre, elastisk hylse som kan ekspanderes radialt ved virkningen av en indre, aksial aktuator, omfattende - et hult element som er leddforbundet med holdeelementet og har et ringformet fremspring samt en rørmantel som er forskyvbart lagret på holdeelementet, - en stuss som er forskyvbar anordnet på det hule elementet og som delvis overlapper rørmantelen, - idet rørmantelen og stussen på hver sin ende, utenfor overlappområdet, oppviser kileformede ekspansjonshoder, og - idet to ringformede aktiveringskamre avgrenses av det hule elementet, rørmantelen og/eller stussen, for å utsette rørmantelen og stussen for motsatt virkende krefter når et fluid under trykk tilføres kamrene. - Radiale aktiveringskamre for innretningen for vinkelinnstilling er anordnet i de kileformede ekspansj onshoder.

- Den elastiske hylsen er radialt fjærende.

- Tilkoblingsstedet eller - stedene er anordnet ved en ende av eller i et midtre område av holdeelementet. - De to posisjoneringsinnretningene er identisk utformet.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av utførelseseksempler, under henvisning til de vedføyde tegninger.

For å forenkle illustrasjonen er de hydrauliske midler for tilførsel og styring av fluidene og øvrig hjelpeutstyr, slik soirT følere, transduktorer for stilling og trykk og de forskjellige elektriske og elektroniske innretninger som inngår i en enkelt sentralenhet ikke vist på tegningene, fordi dette utstyr er velkjent og ikke utgjør deler av oppfinnelsen. Fig. 1 viser i perspektiv og delvis i snitt en sentreringsanordning i henhold til oppfinnelsen, i en for-bindelse mellom endene til to rør. Fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom sentreringsanordningen

i fig. 1.

Fig. 3-6 viser hovedfasene ved bruk av sentreringsanordningen

i henhold til oppfinnelsen, idet

- fig. 3 viser anbringelsen av sentreringsanordningen inne i rørene som skal sammenføyes, - fig. 4 viser fastklemmingen av de hule muffene i sentreringsanordningen mot innsiden av rørene som skal sammenføyes, under gjenopprettelse av den

sylindriske form til endene av rørene,

- fig. 5 viser dreining og innbyrdes tverrgående forskyvning av rørene som skal sammenføyes, - fig. 6 viser innbyrdes aksial forskyvning mellom rørene som skal sammenføyes. Fig. 7 er et lengdesnitt gjennom en alternativ utførelse av sentreringsanordningen i henhold til oppfinnelsen, idet en muffe ikke muliggjør aksial forskyvning av det røret som den er fastklemt til. Fig. 8 er et lengdesnitt gjennom en annen utførelse av sentreringsanordningen i henhold til oppfinnelsen, i hvilken to hule muffer befinner seg etter hverandre på det midtre holdeelement. Fig. 9 er et lengdesnitt gjennom en alternativ utførelse av sentreringsanordningen vist i fig. 8, idet en muffe ikke muliggjør aksial forskyvning av det røret som den er fastklemt til. Fig. 10 er et lengdesnitt gjennom en ytterligere utførelse av sentreringsanordningen i henhold til oppfinnelsen, i hvilken bare en av de hule muffer er leddforbundet med det midtre holdeelement.

Med henvisning til tegningene, på hvilke tilsvarende elementer er gitt de samme henvisningstall, er det vist to rør 1, 2 som skal sammenføyes ved endene ved hjelp av sentreringsanordningen i henhold til oppfinnelsen, som er dannet av et midtre holdeelement 3 med hovedsakelig aksial utstrekning, på hvilket er montert to hule muffer 4, 5 som er nøyaktig like. De hule muffer 4 og 5 befinner seg symmetrisk i forhold til hverandre (se særlig fig. 1 og 2) på holdeelementet 3, og er leddforbundet til endene av holdeelementet ved hjelp av ledd 6 og 7. Hver av de hule muffer 4 og 5 er dannet av en ytre, fleksibel hylse 8 som er gjort elastisk ved at den omfatter fjærer, slik det er vist i fig. 1, og hylsen er på endene utstyrt med bakker 9 for å trykke radialt mot innsiden av røret, og er innrettet til radial ekspansjon ved hjelp av en indre aksial aktuator som er hydraulisk og som består av et hult element 10 med en ende leddtilkoblet i leddet 6 eller 7, og med et ringformet fremspring 11 som avgrenser to ringformede aktiveringskamre 12 og 13, med en rørmantel 14 som holdes slik at den kan forskyves aksialt på det hule element 10 og har kileformede ekspansjonshoder 15. Det ringformede kammer 13 avgrenses dessuten av en stuss 16, som også er innrettet til å forskyves aksialt og befinner seg konsentrisk inne i rørmantelen 14, sammen med hvilken den avgrenser det ringformede aktiveringskammer 17, og stussen holdes også av det hule element 10 og har ved den enden som er utenfor den ringformede rørmantelen 14 kileformede ekspansjonshoder 18 og aktiveringskamre 19 for en rekke med i det minste tre radiale aktuatorer 2 0 som virker mellom holdeelementet 3 og stussen 16.

Forløpet ved bruk av en slik sentreringsanordning er som følger.

Når sentreringsanordningen er anbragt i rørene 1 og 2, sperres den slik at hver muffe 4 og 5 kan trykke mot hvert sitt rør (se fig. 3). Deretter tilføres, fra en hydraulisk sentralenhet 21 og gjennom passende rør 22 og 23 vist i fig. 1 og 2, fluid under trykk til de ringformede kamrene 12 og 13, slik at fremspringet 11 og stussen 16 drives fra hverandre og ekspansjonshodene 15 og 18 trykkes mot hylsen 8 på muffene 4 og 5, og muffene trykkes mot innsiden av rørveggene til rørene 1 og 2, slik som vist i fig. 4. Etter at rørene er korrekt fastklemt benyttes aktuatorene 20 for å bevege endene til rørene 1 og 2, idet fluid under trykk i kamrene 19 bevirker innretting av et rør i forhold til det andre (se fig. 5). Anbringelsen fullføres ved den innbyrdes aksiale forskyvning av rørene, som utføres ved en variasjon av fluidet i kamrene 12 og 13 inntil endene av rørene ligger buttende mot hverandre (se fig. 6). Etter sammenføyning løsgjøres muffene 4 og 5 ved å minske trykket i kamrene 19 mens det tilføres trykk til de ringformede kamrene 17 mellom stussene 16 og rørmantelen 14.

Fig. 7 viser en sentreringsanordning som hovedsakelig er lik den som er vist i fig. 1, med det unntak at den ene av muffene, 5', ikke muligjør aksial forskyvning av røret 2 som den er festet til. Dette innebærer den forenkling at det hule element 10' som er leddforbundet ved 7 til holdeelementet 3 er forlenget og ender i et kileformet ekspansjonshode 18, idet stussen 16 er utelatt. På denne måte avgrenser rørmantelen 14 to ringformede aktiveringskamre 12 og 13'.

Sentreringsanordningen i fig. 8 avviker fra den som er vist i fig. 1 og 2 bare ved at de hule muffene 4 og 5 er leddforbundet med det midtre holdeelement 3 etter hverandre, i stedet for at muffene er anordnet symmetrisk.

Sentreringsanordningen vist i fig. 9 er lik den som er vist i fig. 8, med det unntak at det benyttes en muffe 5' som ikke muliggjør aksial forskyvning, slik at anordningen innebærer den forenkling som oppnås med sentreringsanordningen i fig. 7.

Fig. 10 viser en sentreringsanordning som har en enkelt muffe 5 som langs senterlinjen er leddforbundet med det midtre holdeelementet 3. Den andre muffen 4', som ikke er leddforbundet, trenger ingen radiale aktuatorer, men den er forøvrig lik den første muffen.

Ved hjelp av ekspansjonshodene 18 kan også rørendene deformeres slik at endekantene til rørene blir liggende buttende mot hverandre, og holdeelementet 3 kan ha en slik

lengde at muffene er i en betydelig innbyrdes avstand.

Hylsen 8 kan være gjort eleastisk ved hjelp av bladfjærer e.l..

Aktuatorene 20 for vinkelinnstilling kan også være anordnet mellom holdeelementet 3 og det hule elementet 10, idet kamrene 19 befinner seg i det hule elementet eller i holdeelementet.

Claims (7)

1. Indre sentreringsanordning for rørformede elementer (1, 2), særlig for posisjonering av to rørender som skal sammenføyes, omfattende et midtre, aksialt bevegelig holdeelement (3) og i det minste to hydrauliske posisjoneringsinnretninger (4, 4',5, 5')som kan fastgjøres ved å trykke radialt mot innsiden av elementene som skal sentreres, karakterisert ved at i det minste en av posisjoneringsinnretningene (4, 4',5, 5') i fastgjort tilstand kan beveges hydraulisk i aksial retning, og at i det minste en av posisjoneringsinnretningene er tilkoblet holdeelementet (3) og er utstyrt med en innretning (20) for vinkelinnstilling i forhold til holdeelementet (3), hvilken innretning kan trykke mot den radiale utsiden av holdeelementet (3) i aksial avstand fra tilkoblingsstedet eller - stedene (6, 7).

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at hvert av posisjonerings-elementene består av en hul muffe (4, 4', 5, 5'), og at innretningen (20) for vinkelinnstilling består av i det minste tre radiale aktuatorer anordnet mellom hver muffe og holdeelementet (3).

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at hver muffe (4, 5, 4', 5') består av en ytre, elastisk hylse (8) som kan ekspanderes radialt ved virkningen av en indre, aksial aktuator (10 - 16) , omfattende - et hult element (10) som er leddforbundet med holdeelementet (3) og har et ringformet fremspring (11) samt en rørmantel (14) som er forskyvbart lagret på holdeelementet (3) , - en stuss (16) som er forskyvbar anordnet på det hule elementet (10) og som delvis overlapper rørmantelen (14), - idet rørmantelen (14) og stussen (16) på hver sin ende, utenfor overlappområdet, oppviser kileformede ekspansjonshoder (15, 18), og - idet to ringformede aktiveringskamre (12, 13) avgrenses av det hule elementet (10), rørmantelen (14) og/eller stussen (16), for å utsette rørmantelen (14) og stussen (16) for motsatt virkende krefter når et fluid under trykk tilføres kamrene (12, 13).

4. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at radiale aktiveringskamre (19) for innretningen (2 0) for vinkelinnstilling er anordnet i de kileformede ekspansjonshoder (15, 18).

5. Anordning som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved at den elastiske hylsen (8) er radialt fjærende.

6. Anordning som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at tilkoblingsstedet eller - stedene (6, 7) er anordnet ved en ende av eller i et midtre område av holdeelementet (3).

7. Anordning som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at de to posisjoneringsinnretningene (4, 4',5, 5') er identisk utformet.