NO176600B - Lösbar mekanisk koblingsanordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en løsbar mekanisk koblingsanordning for fastgjøring inne i et passende sete, anordnet særlig i et bunnfundament for forankring av en av de strekksatte, rørformede forankringer til en strekkstagplattform, idet koblingsanordningen omfatter en rørformet bæredel som øverst er utstyrt med vertikale føringer for en rekke kiler som er hengslet til en styrehylse som kan drives langs bæredelen av hydrauliske sylindre som er hengslet mellom bæredelen og styrehylsen, og nederst er bæredelen utstyrt med et utvidet endeparti innrettet til å bevirke radial ekspansjon av en rekke sperrearmer som holdes i kontakt med bæredelen av mekaniske midler.

Koblingsanordningen i henhold oppfinnelsen utgjør en forbedring av den løsbare koblingsanordning som er beskrevet i norsk patentsøknad nr. 852695.

Denne koblingsanordning består hovedsakelig av en rørformet basisdel som nederst ender i et konisk utvidet parti innrettet til å bevirke radial ekspansjon av en rekke sperrearmer som er hengslet om en koblingsring som kan beveges aksialt i forhold til basisdelen ved hjelp av en rekke hydrauliske sylindre som holdes av basisdelen, og sperrearmene holdes i kontakt med basisdelen av fjærer og er i ekspandert stilling i mekanisk kontakt med en konisk flate på koblingens sete. En rekke vertikale føringer er også anordnet på den øvre vegg til den rørformede basisdel, for å styre en rekke av kiler som er hengslet om en øvre koblingsring som kan beveges aksialt i forhold til den sylindriske basisdel av en annen rekke hydrauliske sylindre som også holdes av basisdelen.

Et slikt arrangement har imidlertid medført forskjellige ulemper som hovedsakelig skyldes at systemet med sperrearmer er uavhengig av kilesystemet, hvilket medfører behovet for å benytte doble sylindre, doble ledninger osv, med økede om- . kostninger og komplisert konstruksjon til følge, samt behovet for å anordne strømningsskiUere for å sikre at alle sperrearmene og kilene utfører den samme bevegelse, med kom-pliserte konstruksjoner til følge, og resultatet er at det må benyttes meget lange, store og tunge koblingshus som skal inneholde de doble hydrauliske systemer. En annen ulempe er at sperrearmene holdes i kontakt med koblingshuset av fjærer som utøver forskjellige krefter avhengig av stillingen som inntas av sperrearmene og i alle tilfeller bevirker et unødvendig anleggstrykk. Fjærene bevirker at sperrarmene glir langs koblingshuset når de utfører bevegelse, hvilket skjer under den store og skadelige anleggskraft som bevirkes av fjærene, hvilket medfører at det må overvinnes en betydelig friksjons-kraft. På den annen side bevirker fjærene bare en liten kraft for å holde sperrearmene i kontakt med koblingshuset når sperrearmene er i tilbaketrukket stilling og koblingen manipuleres, dvs nettopp når det bør sikres en pålitelig sperring av sperrearmene i den tilbaketrukne stilling for å hindre at de hindrer bevegelse av hele koblingen, mens de derimot utøver en maksimal kraft for å holde sperrearmene i kontakt med det utvidede parti av koblingshuset når sperrearmene er i den maksimalt ytre stilling, og det trengs følge-lig en betydelig kraft for å trekke sperrearmene tilbake,

f. eks når koblingen skal løsgjøres.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å unngå de nevnte ulemper ved å komme frem til en løsbar mekanisk koblingsanordning som omfatter en rekke sperrearmer og en rekke kiler som er sammenkoblet på en slik måte at de kan beveges av et enkelt hydraulisk system, og i hvilken rekkene av sperrearmer ikke er fjærbelastet, men i stedet følger en styrt bane.

Dette er oppnådd ved at sperrearmene er hengslet til armer som er festet til kilene, ved hjelp av to sideveise hengsler som er innført gjennom tilhørende vertikale slisser i armene for å forskyves i disse og holdes i de nedre ender av slissene av den trange, men utvidbare munning til to fjærer med stemmegaffelform som er montert langs slissene, idet de mekaniske midler for å opprettholde kontakt mellom sperrearmene og den rørformede bæredel består av to tapper som rager sideveis fra hver sperrearm og er innrettet til å forskyves langs føringer med passende form, anordnet i beskyttelseshylsteret som er montert mellom sperrearmene og festet til den rørformede bæredel.

På denne måte, ved å tvinge den trange munning til fjærene mot hengslene til sperrearmene når disse er i sin endestilling, passerer hengslene munningen og kan derfor gli langs hele lengden av slissen for å muliggjøre tilsvarende bevegelse av kilen. Hver sperrearm omfatter også to sideveis ragende tapper som forskyves langs føringer anordnet i beskyttelseshylsteret som er montert mellom sperrearmene og er festet til den rør-formede bæredel, idet føringene har en slik form at de bevirker at sperrearmene utfører det nødvendige ekspansjons-bevegelse når de senkes og tilbaketrekkingsbevegelse når de heves, samtidig med at sperrearmene kontinuerlig holdes i kontakt med koblingens bæredel, dvs utfører de funksjoner som allerede er utført av fjærene i den kjente kobling, men uten de tilsvarende, nevnte ulemper.

I henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse skjer kontakt mellom de sideveis hengsler til sperrearmene og de tilhørende slisser med en liten klaring for å hindre at bevegelser av sperrearmene skal kunne bevirke for høye påkjenninger i hengslene når koblingsanordningen er fastklemt til setet.

I henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse er skråretningen til kilene og de tilhørende, vertikale føringer mindre enn den minste friksjonsvinkel, slik at kilene og føringene er selvsperrende, for å hindre enhver innbyrdes forskyvning og tilsvarende klaring, selv når det ikke er noe trykk i de hydrauliske sylindre.

I henhold til en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse omfatter rekkene av sperrearmer og kiler, tre sperrearmer og tre kiler anordnet med en innbyrdes avstand på 120°.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til de vedføyde tegninger, som viser en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, i form av et ikke-begrensende eksempel, idet tekniske eller konstruktive modifikasjoner kan gjøres uten å avvike fra omfanget av oppfinnelsen. Fig. 1 viser en koblingsanordning i henhold til oppfinnelsen sett forfra, innført, men ikke fastgjort i et tilhørende sete, som er vist i snitt. Fig. 2 viser koblingsanordningen i henhold til oppfinnelsen sett forfra, innført og fastklemt i det tilhørende sete, som er vist i snitt. Fig. 3 er et snitt gjennom koblingsanordningen etter linjen

A-A i fig. 2.

Fig. 4 er et snitt gjennom koblingsanordningen i henhold til oppfinnelsen, fastklemt i sitt sete, idet snittet er etter linjen B-B i fig. 3. Fig. 5 er et snitt gjennom koblingsanordningen etter linjen

C-C i fig. 4.

Fig. 6 er en perspektivtegning i større målestokk som viser en detalj ved koblingsanordningen i henhold til oppfinnelsen.

Under henvisning til figurene er koblingsanordningen dannet av en rørformet bæredel 1 som i sitt øvre parti er utstyrt med føringer 2 for kilene 3, idet den nedre ende omfatter et utvidet parti 4 med skrå eller koniske flater for å bevirke at sperrearmene 5 ekspanderer radialt.

Sperrearmene 5 er hengslet til armene 6 som er festet til kilene 3, som ved hjelp av forbindelsesledd 7 er forbundet med styrehylsen 8 som er forskyvbar på bæredelen 1. Stengene i hydrauliske sylindre 9 er hengslet til styrehylsene 8, idet selve sylindrene er hengslet til beskyttelses- og styrehylstre 10 for sperrearmene 5, festet til den nedre ende av det utvidede parti 4 av bæredelen 1 til koblingen.

Pga virkningen til de hydrauliske sylindre 9 kan styrehylsen 8 forskyves på det øvre parti 11 av koblingsanordningens bæredel, og overføre sin bevegelse til kilene 3 og sperrearmene 5.

Når de hydrauliske sylindre 9 er i sin forlengede tilstand, og følgelig styrehylsen 8, kilene 3 og sperrearmene 5 er i sin øvre bevegelsesstilling, er holdehakene 12 som er festet til kilene 3 innført i hakekoblere 13 som er festet til koblingsanordningens bæredel.

Holdehakene 12 er i stand til å bære vekten til styrehylsen 8 og de elementer som er opphengt i denne, når det ikke er trykk i de hydrauliske sylindre.

Fra sperrearmene 5 rager det sideveis (se særlig fig. 6) to tapper 14 som kan forskyves langs føringene 15 på beskyt-telseshylstrene 10, for hele tiden å holde sperrearmene i kontakt med skråflatene på det utvidede parti 4 til koblingsanordningen .

Nærmere bestemt bevirker tappene 14 og føringene 15 at sperrearmene 5 dreier innover når disse heves, dvs når sylindrene 9 forlenges.

Sammenkoblingen mellom sperrearmene 5 og armene 6 som er festet til kilene 3 (se særlig fig. 6) skjer ved at hengslene 16 til sperrearmene 5 er ført gjennom slissene 17 anordnet i armene 6 som er festet til kilene 3. På yttersiden av armene 6, langs slissene 17, er det montert fjærer 18 med stemmegaffelform, med en munning som har en tverrdimensjon som er mindre enn diameteren til hengselet 16 for sperrearmen, slik at hengselet 16 holdes i den nedre ende av slissene 17 pga innsnevringen i munningen. Med andre ord, når hengslene 16 er i den nedre ende av slissene og således i nærheten av munningen til stemmegaffelfjærene 18, hindres den vertikale bevegelse av hengseltappene 16 inne i slissene 17 av virkningen til munningsinnsnevringen til fjærene 18. Denne bevegelsen kan bare skje dersom en tilstrekkelig kraft virker på hengslene 16 til å utvide munningen til stemmegaffelfjærene 18 ved elastisk deformasjon, og dette skjer når kilene 3 beveges av de hydrauliske sylindrene 9 til aktiv stilling etter at sperrearmene 5 allerede er i aktiv stilling.

Sammenkoblingen mellom hengslene 16 for sperrearmene og slissene 17 skjer med en liten klaring, slik at når koblingsanordningen er fastklemt i sitt sete vil bevegelser av sperrearmene 5 bevirket av kreftene som påvirker disse ikke bevirke noen øket påkjenning på hengslene 16. Kontaktflatene 19' og 19 mellom sperrearmen og setet har sfærisk eller konisk form, for å muliggjøre at koblingsanordningen styres inn i setet når den innbyrdes sammenkobling utføres, og for å fordele anleggstrykket mere jevnt.

Skråretningen til kilene 3 og de tilhørende føringer 2 er mindre enn den minste friksjonsvinkel, for å hindre at det oppstår klaring under bruk selv om det ikke er trykk i de hydrauliske sylindre 9. Løfteøret 21 festet til styre-

hylsen 8 er til bruk dersom det må utføres en nødfrakoblings-prosedyre.

Den hydrauliske krets for drift av kilene 3 og sperrearmene 5 befinner seg inne i koblingsanordningens bæredel 1, f. eks i et oljebad med samme trykk som omgivelsene.

Koblingsanordningens sete 22, som er festet til plattformens fundamentkonstruksjon 23, har hovedsakelig sylindrisk form og omfatter ringen 22' for å holde kilene 3 og ringen 19, hvis sfæriske eller koniske innerflate danner lagerflate for flaten 19' på sperrearmene 15.

Koblingsanordningen festes til setet 22 på følgende måte. Koblingsanordningen med de hydrauliske sylindre 9 forlenget slik som vist i fig. 1 innføres i setet. Sentreringskonusen 20 som er festet til setemunningen forenkler denne operasjon.

Under dette trinn muliggjør klaringen mellom koblingsanordningen og setet innføring også under tilstander med eksentri-sitet og feil innretting. Når koblingsanordningen er innført i setet slik som vist i fig. 1 starter forkortningen av de hydrauliske sylindre 9 ved tilførsel av fluid. Forkortningen av sylindrene 9 trekker hylsen 8 nedover, slik at denne ved hjelp av forbindelsesleddene 7 driver kilene 3, som derved skyver sperrearmene 5 pga innsnevringen dannet av den trange munningen til stemmegaffelfjærene 18 som virker mot hengslene 16. Sperrearmene 5 senkes og beveges utover, og når de har beveget seg utover i maksimal grad og befinner seg over de utvidede partier 4 sperres de i denne stilling av tappene 14 som er ført inn i føringene 15, og dette skjer før kilene 3 har fullført sin bevegelse. På dette tidspunkt trekkes koblingsanordningen oppover inntil sperrearmene 5 er bragt i kontakt med setepartiet 19. Når sammentrekningen av de hydrauliske sylindrene 9 fortsetter utvider hengslene 16 den trange munningen til stemmegaffelfjærene 18 elastisk, og kan fortsette å forskyves inne i de vertikale slisser 17, for å muliggjøre at kilene 3 senkes til aktiv stilling. Dette oppnås pga at kilene 3 kan fortsette sin bevegelse nedover inntil de ligger mot veggen 22' i setet 22 etter å ha brukt opp hele den radiale klaring. Når denne operasjonen er fullført er koblingsanordningen nøyaktig innrettet etter setet 22 og er fastklemt i dette.

Koblingsanordningen løsgjøres fra setet 22 ved reversering av den fremgangsmåte som er beskrevet for sammenkoblingen.

Dersom en svikt i den hydrauliske krets bevirker at koblingsanordningen ikke kan festes på normal måte, utføres en nødfrakoblingsprosedyre på følgende måte.

Ved bruk av hjelpeutstyr (slik som tau som rager fra plattformen eller et jekkesystem montert på fundamentet 23) tilkoblet løfteørene 21 heves styrehylsen 8 for å trekke med seg kilene 3 og å fjerne disse fra kontakt med seteflaten 22', idet dette er mulig ved at slissene 17 muliggjør innbyrdes bevegelse mellom sperrearmene 5, som forblir på plass, og hengslene 16 og følgelig kilene 3. Den klaring som således dannes mellom kilene 3 og den øvre vegg 22' i setet 22 muliggjør at koblingsanordningen kan senkes og eliminerer den mekaniske sammenkobling mellom sperrearmene 5 og det sfæriske parti 19 i setet 22. Når hylsen 8 på nytt heves vil sperrearmene 5 også heves, slik at de samtidig trekkes tilbake inntil holdehakene 12 kobles til tilkoblingene 13 som er festet på den rørformede bæredel 1, for å bære hele systemet omfattende sperrearmene 5, kilene 3 og hylsen 8. Dermed kan koblingsanordningen trekkes opp fra setet.

Claims (4)

1. Løsbar mekanisk koblingsanordning for fastgjøring inne i et passende sete (22), anordnet særlig i et bunnfundament for forankring av en av de strekksatte, rørformede forankringer til en strekkstagplattform, idet koblingsanordningen omfatter en rørformet bæredel (1) som øverst er utstyrt med vertikale føringer (2) for en rekke kiler (3) som er hengslet til en styrehylse (8) som kan drives langs bæredelen (1) av hydrauliske sylindre (9) som er hengslet mellom bæredelen (1) og styrehylsen (8), og nederst er bæredelen (1) utstyrt med et utvidet endeparti (4) innrettet til å bevirke radial ekspansjon av en rekke sperrearmer (5) som holdes i kontakt med bæredelen (1) av mekaniske midler, karakterisert ved at sperrearmene (5) er hengslet til armer (6) som er festet til kilene (3), ved hjelp av to sideveise hengsler (16) som er innført gjennom tilhørende vertikale slisser (17) i armene (6) for å forskyves i disse og holdes i de nedre ender av slissene (17) av den trange, men utvidbare munning til to fjærer (18) med stemmegaffelform som er montert langs slissene (17), idet de mekaniske midler for å opprettholde kontakt mellom sperrearmene (5) og bæredelen (1) består av to tapper (14) som rager sideveis fra hver sperrearm (5) og er innrettet til å forskyves langs føringer (15) med passende form, anordnet i et beskyttelseshylster (10) som er montert mellom sperrearmene (5) og er festet til bæredelen (1).

2. Koblingsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at kontakten mellom hengslene (16) til sperrearmene (5) og de tilhørende slisser (17) skjer med en liten klaring.

3. Koblingsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at skråretningen til kilene (3) og de vertikale føringer (15) er mindre enn den minste friksjonsvinkel.

4. Koblingsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at rekkene av sperrearmer (5) og kiler (3) omfatter tre sperrearmer og tre kiler anordnet med en innbyrdes avstand på 120°.