NO178313B - Kopling - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en kopling som angitt i

ingressen til det etterfølgende krav 1.

Koplinger av ovennevnte art har lenge vært kjent. De omfatter generelt en pluggdel og en muffedel, hvor myke pakninger er innført i muffedelen, for avtetting av skjøten mellom pluggdel og muffedel.

Muffedelen består av en stort sett sylindrisk del med en langsgående boring av relativt stor diameter i den ene ende og en langsgående boring av relativt liten diameter i den annen. Den trange boringen letter sammenkopling med hydrauliske ledninger, mens den vide boringen er forsynt med myke pakninger, og tjener for opptakelse av koplingens pluggparti. I den ene ende av pluggpartiet er det anordnet en sylindrisk del eller sonde av praktisk talt samme diameter som den vide boring i koplingens muffedel. I den annen ende av pluggdelen er det anordnet en tilknytning for lettere sammenkopling med hydrauliske ledninger. Ved de forskjellige koplingsversjoner vil de myke pakninger, av likhet med O-ringer, enten bringes i anlegg mot pluggdelens endeflate eller omslutte sondens sylindriske yttervegg, når pluggdelens sylindriske del innføres i muffedelens videste boring. Den hydrauliske væske som deretter fritt kan gjennomstrømme koplingens muffedel og pluggdel, hindres av pakningene i å unnvike gjennom koplingsskjøten.

I visse tilfeller kan det innmonteres en énveisventil både i muffedelen og i pluggdelen. Hver av ventilene åpnes når koplingen sammenføyes og stenges når koplingen løsnes, og forhindrer derved at fluid lekker ut av systemet når koplings-delene er adskilt.

En hydraulisk kopling og metallpakning for undervannsbruk er beskrevet i US-patentskrift 4 694 859. Det er i dette til-felle tale om en gjenanvendbar metallpakning som innmonteres i muffedel-huset for å omslutte sondeytterveggen. Metallpakningen fastholdes i stilling ved hjelp av en sylindrisk del eller innsats. Innsatsen forankres med en klemme i muffehuset, hvorved innsatsen eller metallpakningen forhindres i å unnvike fra dette. Når koplingens pluggdel og muffedel adskilles under trykk, vil innsatsen forhindre at metallpakningen utblåses gjennom muffedel-boringen. Som ytterligere eksempler på kjnet teknikk kan nevnes DE 2 016 850, 3 235 464 og 3 306 382.

US-patentskrift 4 694 859 beskriver videre en myk, ringformet pakning eller 0-ring som er anbrakt på innsatsens sylindriske innervegg, for å omslutte sondeytterveggen. Den myke, ringformede pakning fungerer generelt som en sekundær-pakning som vil forhindre fluidlekkasje, dersom metallpakningen svikter. Under sin innledende inntrenging i innsatsboringen bringes sonden i anlegg mot en myk ringpakning midtveis i innsatsboringen. Derved sammenpresses pakningen og det opp-rettes en glidetetning mellom pakningen og sondeveggen. Den ringformede eller myke pakning er av relativt elastisk materi-ale, eksempelvis gummi eller syntetisk elastomer. Pakningen er stort sett ringformet og innplassert i et avtettet spor.

Det har oppstått et problem i forbindelse med den myke ringpakning i innsatsens midtparti. Når pluggdelen eller sonden fjernes fra muffedelen under høyt trykk fra det omgi-r vende sjøvann, vil den myke ringpakning ofte kunne utblåses fra muffedelen, og gå tapt. Det finnes ingen mekanisme for fastholding av den myke ringpakning i muffedelen.

Implosjonen av den myke pakning er et karakteristisk problem i forbindelse med den kjente teknikk. Idet pluggdelen eller sonden uttrekkes av muffedel-boringen vil forsiden av pluggdelen nå den myke ringpakningen midt i boringen. Når forsiden passerer ringpakningens midtpunkt, er det intet som forhindrer radial bevegelse av pakningen i boringen. På grunn av det meget lave trykk, eller undertrykket, i boringen, vil pakningen innpresses i denne når sjøvannet utenfra under høyt trykk trenger inn i boringen.

Hvis den myke ringpakningen utpresses gjennom muffedel-boringen, kan det være ytterst vanskelig å erstatte pakningen i boringen. Det er også forbundet med vanskeligheter å ut-frese et spor for pakningen i muffedel-boringen, og innføre pakningen i et slikt spor.

Formålet med oppfinnelsen er å avhjelpe problemet med utpressing eller implosjon av den myke ringpakning, og vanske-lighetene forbundet med fremstilling, montering eller gjenmon-tering. Dette formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved en kopling av den innledningsvis angitte art, med de nye og særegne trekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 1. Fordelaktige utføringsformer av oppfinnelsen fremgår av de øvrige, etterfølgende krav.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Figur 1 viser et uttrukket perspektivriss av en versjon av oppfinnelsen, hvor innsatshylsen, metallpakningen og muffedel-huset er delvis fjernet.

Figur 2 viser et snitt av pluggdelen.

Figur 3 viser et snitt av muffedel-huset, med metallpakningen, den todelte innsats og svalehale-pakningen plassert i stilling.

Hydrauliske undervannskoplinger er vanligvis forbundet med motsatt beliggende plater i en manifold, og sammenholdes ved hjelp av bolter eller hydrauliske organer som er fastgjort til platene. Pluggdelene og muffedelene kan være fastgjort til de motsatt beliggende plater på forskjellige måter, eksempelvis med sett-skruer eller gjenger. Teknikker for fastgjø-ring av seksjonene til slike plater, vil være kjent for fagkyndige.

Koplingen, den todelte innsats og pakningen ifølge en foretrukket versjon av oppfinnelsen er i figur 1 vist i uttrukket perspektivriss. Koplingens hovedkomponenter omfatter, som vist, en pluggdel eller sonde 10, en gjenget innsats-låse-del 30, en svalehale-pakning 40, en innsatshylse 50 og et muffedel-hus 60. Hver av disse deler omfatter underkompo-nenter som er nærmere beskrevet i det etterfølgende.

I en foretrukket utførelsesform som vist i figur 1, omfatter pluggdelen 10 et håndtak 11 som kan være gjenget, for å forbindes med en manifoldplate. Håndtaket ender i en flens 12 på pluggdelen og et konisk skulderparti 20. Skulderpartiet 20 skråner nedad til den første ende av den sylindriske sondevegg 13 som går over i en sondeendeflate 21. Den sylindriske sondevegg 13 er innrettet for glideforbindelse med den todelte innsats, som beskrevet i det etterfølgende.

Pluggdel-huset er også utformet med en gjennomgående sentral boring 14. Boringen 14 kan ha flere forskjellige dia-metre, der den strekker seg gjennom pluggdel-huset. Ved en foretrukket utførelsesform er det ved den første ende av den sentrale boring anordnet en innvendig gjenget seksjon 24 for sammenkopling med en hydraulisk ledning. En sylindrisk passasje 25 som strekker seg i langsgående retning i pluggdel-huset, ender i et konisk ventilsete 16.

Det er i figur 2 vist en ventilanordning som opptas glidbart i pluggdelens sentrale boring 14. Ventilanordningen omfatter en konisk rørventil 15 som i sin normale lukkestilling ligger tettende an mot ventilsetet 16. Ved hjelp av en vent il skrue f jaer 17 tvinges rørventilen til lukket stilling mot ventilsetet. Ventilskruefjæren 17 er innmontert i den sylindriske passasjen 25 og forankret til en fjærhylse 18 som fastholdes i stilling ved hjelp av en hylseklemme 23 som er inn-ført i innerveggen av pluggdelens sylindriske passasje.

Den todelte innsats omfatter en innsatslåsedel 30 og en innsatshylse 50. Innsatslåsedelen fastholder hylsen i stilling og kan, ved å tiltrekkes nedad, "belaste" metallpakningen 61. I en foretrukket versjon som vist i figur 1, er innsatslåsedelen 30 sylinderformet og forsynt med yttergjenger 31. Det vil være åpenbart for fagkyndige, at innsatslåsedelen kan fastgjøres på andre måter i muffedel-boringen. I innsatslåsedelens første endeflate 37 er det anordnet ekspandernøkkelhull 34 for tiltrekking av innsatslåsedelen i muffedelens motsvarende gjenger under innmonteringen. Innsatslåsedelens gjennomgående boring omfatter en midtre, konisk boringsdel, utgå-ende fra den første ende 37, og med et øvre sondesete eller skråflateparti 33. Skråflatepartiet 33 kan bringes i anlegg mot pluggdelens eller sondens koniske skulderparti 20, og heller nedad og innad, for gradvis redusering av boringsdiameteren nedad til den sylindriske innervegg 36. Innsatslåsedelens andre endeflate 38 går over i et kjeglestumpformet flateparti 3 5 med grunnlinje midt i endeflaten og topp ved kanten nærmest den sylindriske innervegg 36.

Som det videre fremgår av figur 1, er en kileformet svalehale-ringpakning 40 innmontert mellom innsatslåsedelen 30 og innsatshylsen 50. I en foretrukket versjon er svalehale-pakningen 40 med et perifert spor eller en forsenkning 42 som strekker seg rundt den sylindriske yttervegg og opptar en elastomerpakning eller 0-ring 41. Ifølge figur 3 innbefatter svalehale-pakningens sylindriske innervegg en vulst 45 som kan bringes i tettende anlegg mot pluggdelens sylindriske sondevegg 13.

Innsatshylsen 50 er stort sett ringformet. Som vist i figur 1, har innsatshylsen 50 ensartet ytterdiameter og er glidbart innpasset i muffedel-boringen 70. En gjennomgående boring 51 i innsatshylsen strekker seg fra en første ende 57 til en andre ende eller flate 58. Boringsdiameteren varierer langs innsatshyIsens 50 lengdeakse. Innsatshylseboringens første ende dannes generelt av en svalehaleflate eller omvendt skrånende skulder 52, en sylindrisk innsatsvegg 53 og et nedre sondesete 71.

Som vist i figur 3, har boringen 51 sin største diameter i den første ende, hvor låsehylsens svalehaleflate eller omvendt skrånende skulder 52 er anordnet. Denne skulder har sitt toppunkt ved den sylindriske innerflate eller innsatsveggen 53. Innsatsveggen 53 utgår fra underkanten av den omvendt skrånende skulder og ender ved overkanten av det nedre sondesete 71. Det nedre sondesete 71 befinner seg ved den andre ende av boringen og skråner innad og nedad, hvorved boringsdiameteren innsnevres ytterligere. Underenden av det nedre sondesete 71 befinner seg ved en nedre innsatsvegg 59 som avsluttes ved den andre ende eller innsatsflate 58. Innsats-flaten 58 ligger i et plan perpendikulært med innsatsens 50 lengdeakse. I endeflaten 58 er det anordnet en ringformet forsenkning eller et spor 56 som vist i figur 3, som opptar en pakning og er sentrert om innsatsens 50 lengdeakse. En stort sett ringformet elastomerpakning 55 er innført i sporet 56. I figur 1 er det også vist en ringformet metallpakning 61 som er innmontert mellom innsatshylsen 50 og muffedel-skulderen 72.

Muffedelen 60 omfatter et muffehus med et innerkammer 70 for opptakelse av pluggdelen eller sonden 10, og et håndtak 69 som eventuelt kan være gjenget til en manifoldplate (ikke vist). Det fremgår av figur 3, at muffedelens ventilanordning omfatter en rørventil 62 som er glidbart opplagret i den sylindriske boring 74 i muffedelen 60. Rørventilen 62 som er konisk, tvinges av en ventilfjær 64 til lukket stilling mot ventilsetet 63. I sin lukkestilling mot ventilsetet, som vist i figur 3, vil rørventilen hindre fluid i å strømme mellom pluggdelen og muffedelen. Ventilfjæren 64 er forankret til den hule fjærhylsen 65 som holdes i stilling ved hjelp av hylseklemmen 67.

Ved en foretrukket utførelsesform er metallpakningen 61 plassert langs skulderen 72. Metallpakningenes funksjon er detaljert beskrevet i US-patentskrift 4 694 859. I en foretrukket utførelsesform er innsatshylsen 50 innrettet for å "belaste" og fastholde den ringformede metallpakning. Innsatslåsedelen 30 låser innsatshylsen i stilling.

Som vist i figur 3, er svalehalepakningen 40 innmontert mellom innsatshylsen og den gjengede innsatslåsedel. Pakningen er kileformet i tverrsnitt med en sylindrisk ytterflate av større aksialtykkelse enn den sylindriske innerflate. Den gjengede låsedels kjeglestumpformede flateparti 35 og innsats-hylsens omvendt skrånende skulder 52 forhindrer radialbevegelse av svalehale-pakningens første ende 43 og andre ende 44. Svalehale-pakningen danner derved pluggdelen i en svalehale-presspasning, mens innsatshylsen og den gjengede innsatslåsedel i forening danner muffedelen. Svalehale-presspasningen hindrer ringpakningen i å beveges radialt i innsatsboringen, når pluggdelen eller sonden 10 fjernes fra muffedelen 60.

Fordi svalehale-pakningen 40 er forhindret fra å beveges radialt i forhold til midtaksen eller boringen i den todelte innsats, kan pluggdelen og muffedelen adskilles, uten risiko for at pakningen skal utblåses. Dette trekk er meget fordel-aktig i undervannsmiljøer hvor koplingsseksjonene adskilles under trykk.

Av andre fordeler ved oppfinnelsen kan nevnes muligheten for gjenbruk av svalehale-pakningen 40. I motsetning til den kjente teknikk, kan svalehale-pakningen om ønskelig anvendes og utskiftes flere ganger.

En annen fordel ved oppfinnelsen er den relativt lettvin-te montering og demontering av muffedelen. Denne fordel får stor betydning, ikke bare under fremstillingen, men også ved utskifting av den myke pakning mellom innsatsens to deler.

Koplingen ifølge oppfinnelsen har den ytterligere fordel at den uten vanskelighet kan erstatte hydrauliske koplinger av kjent type. Slike koplinger kan erstattes, én mot én, av koplingen ifølge oppfinnelsen, uten ekstra modifisering av den nye kopling eller bruk av forspenningsmekanismer eller annet utstyr ut over selve koplingen. Dessuten kan en delvis ad-skilling mellom pluggdelen eller sonden og muffedelen tolere-res ved anvendelse av koplingen og pakningen ifølge oppfinnelsen.

Som det kan ventes og som det vil være åpenbart for fagkyndige, vil den utførelsesform av oppfinnelsen som er beskrevet i det ovenstående, kunne modifiseres på flere måter innen-for oppfinnelsens ramme. Metallpakningen 61 og elastomerpak-ningen 55 kan eksempelvis utelates uten innvirkning på funk-sjonen av den todelte innsats og svalehale-pakningen ifølge oppfinnelsen.

Selv om forskjellige utførelsesformer ikke hver for seg har samtlige fordeler ifølge oppfinnelsen, kan visse trekk være av større viktighet enn andre i. ulike anvendelsestilfel-ler. Oppfinnelsen er derfor å betrakte som begrenset uteluk-kende av rammen for de etterfølgende krav.

Claims (10)

1. Kopling omfattende: (a) en muffedel (60) med en midtakse og en med aksen konsentrisk første, langsgående boring (70) og en ringformet skulder (72) ved et punkt mellom endene av den langsgående boring, (b) en pluggdel (10) som er innrettet til å innføres gjennom en andre langsgående boring inn i den første langsgående boring og som omfatter en yttervegg (13), karakterisert ved: (c) en todelt innsats (30, 50) beregnet til å innføres i en første ende av den første langsgående boring (70) til anlegg mot skulderen (72) , idet den andre langsgående boring er utformet i innsatsen (30, 50) konsentrisk med aksen, (d) en første ringformet elastomer-tetning (40) innrettet til å innføres mellom de to deler (30, 50) av den todelte innsats, hvilken tetning har et kileformet tverrsnitt tilpasset en motsvarende kileformet skulder (35, 52) på minst endel av den todelte innsats og som er slik utformet at den hviler mot ytterveggen (13) til den gjennom den andre boring innførte pluggdel, (e) en andre ringformet metalltetning (61) innrettet til å innføres i den første langsgående boring (70) og mellom skulderen (72) på den todelte innsats (30, 50) og som har en slik form at den hviler på muffedelens (60) første boring (70) og på pluggdelens (10) yttervegg (13) når sistnevnte er innført gjennom den andre inn i den første boring (70).

2. Kopling ifølge krav 1, karakterisert ved at innsatsen (30, 50) omfatter en forskyvbar rørdel (50) og et utvendig gjenget sperreelement (30) , idet minst én av delene (30, 50) har en svalehaleform tilpasset den første ringformete tetning (40) , hvorved den første ringformete tetning (40) hindres fra å bevege seg innad i retning mot midtaksen ved tilbaketrekking av pluggdelen fra den første og andre langsgående boring.

3. Kopling ifølge krav 2, karakterisert ved at den forskyvbare rørdel (50) omfatter et sylindrisk rør med en første og andre ende (57, 58) og en ringformet skulder (52) nær den første ende (57), idet skulderen (52) har en skråflate hvis høyeste punkt ligger nær veggen (53) til den andre langsgående boring.

4. Kopling ifølge krav 2, karakterisert ved at det gjengete sperreelement (30) omfatter et sylindrisk gjenget rør med en første og andre ende (37, 38) og en konus-flate hvis nederste punkt er beliggende ved den ene side av sperreelementets (30) første ende (37) og hvis høyeste punkt er beliggende nær veggen (3 6) til den andre langsgående boring.

5. Kopling ifølge krav 3, karakterisert ved at den andre ende (58) omfatter et ringformet spor (56) på en endeflate og en elastomer-tetning (55) innrettet til å innfø-res i det ringformete spor (56) .

6. Kopling ifølge krav 3, karakterisert ved at den forskyvbare rørdel (50) omfatter en avtrappet sentral boring (51) som begynner med en første diameter nær den første ende (57) og ender med en smalere, andre diameter nær den andre ende (58) og som har en mellomliggende, konisk avsmalnende flate som er innrettet til å ligge an mot pluggdelens (10) omkrets.

7. Kopling ifølge krav 4, karakterisert ved at sperreelementet (30) omfatter en avtrappet sentral boring som begynner med en første diameter nær den første ende (37) og ender med en andre konisk avsmalnende flate nær den andre ende (38), idet den konisk avsmalnende flate er innrettet til å ligge an mot pluggdelens (10) omkrets.

8. Kopling ifølge krav 1, karakterisert ved at den første ringformete tetning (40) omfatter en ringformet elastomer-tetning med en ribbe (45) langs omkretsen av den sylindriske innerflate, hvilken ribbe (45) ligger tettende an mot pluggdelens (10) omkrets.

9. Kopling ifølge krav 1, karakterisert ved at den første ringformete tetning (40) omfatter en ringformet elastomer-tetning med et ringformet spor (42) rundt den sylindriske ytterflate, idet en O-ring (41) kan innføres i sporet (42) .

10. Kopling ifølge krav 1, karakterisert ved at den andre ringformete tetning (61) omfatter en metalltetning for inngrep med den første langsgående boring (70) og pluggdelens (10) omkrets, idet metalltetningen (61) har en forsenkning som utsettes for fluidtrykket i den første langsgående boring (70).