NO320256B1

NO320256B1 - Plugg med hydraulisk sylinder og hydraulisk sylinder

Info

Publication number: NO320256B1
Application number: NO20035443A
Authority: NO
Inventors: Harald Syse; Jostein Aleksandersen
Original assignee: Plugging Specialists Int
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2005-11-14
Also published as: NO20035443D0; NO20035443L; US20060086086A1; US7568504B2; WO2005054738A1; EP1716359A1

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en plugg med en hydraulisk sylinder for avstengning av en rørledning og en hydraulisk sylinder. Med hydraulisk sylinder er det i denne patentsøknaden ment en sylinder med endeplater, et stempel og stempelstang, hvilket stempel beveges i sylinderen ved å tilføre eller fjerne fluid fra én eller begge sider av stempelet, og stempelstangen er forbundet til stempelet.

Ved benyttelse av en hydraulisk sylinder er det et behov for å tilføre trykksatt fluid til den ene eller begge sidene av stempelet. I de mest brukte stemplene er det en stempelstang som løper fra én side av stempelet og ut av stempelkammeret hvori stempelet befinner seg. Dette danner problemet med forskjellige volum på de to sidene av stempelet og derfor behovet for en akkumulatortank for det hydrauliske fluidet for å kompensere for differansen i volumer på de to sidene av stempelet når det beveges inne i stempelkammeret. Denne tanken for hydraulisk fluid og også kontrollanordninger for operasjon av den hydrauliske sylinderen, som pumper, ventiler, overføringer, etc. danner et behov for ytterligere rom i tillegg til den hydrauliske sylinderen.

I norsk søknad 20023100 er det beskrevet et stempel i forbindelse med en plugg for å stenge av en rørledning, hvor stempelstangen forløper gjennom stempelhodet og hele kammeret, med andre ord gjennom begge delkamrene ett på hver side av stempelhodet. Dette betyr tilsvarende volumendringer på begge sider av stempelet, når det beveges inne i stempelkammeret. Denne løsningen fjerner eller i det minste reduserer volumet av en akkumulatortank for det hydrauliske fluidet til et minimum.

Imidlertid, begge disse løsningene må normalt være utstyrt med kraftenheter og

kontrollinjer til utsiden av den hydrauliske sylinderen for operasjon av den hydrauliske sylinderen og i det første eksemplet må det også være en akkumulatortank og fluidlinjer som forløper inn i den hydrauliske sylinderens kamre.

Linjene for operasjon av den hydrauliske sylinderen, hydrauliske fluidlinjer og kraftlinjer etc. danner flere problemer når de benyttes. Generelt er det et problem å få en sikker forbindelse mellom linjene og den hydrauliske sylinderen og det må være flere innløp inn i sylinderkammeret for å operere stempelet. Videre danner disse linjene og det andre utstyret for å operere den hydrauliske sylinderen slik som pumpe, kretskort, ventiler, batterier, etc. et behov for ytterligere rom på utsiden av den hydrauliske sylinderen. Når man benytter en hydraulisk sylinder i f.eks. en plugg for å stenge av en rørledning, er dette behovet for ytterligere rom en stor ulempe.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en hydraulisk sylinder hvilken krever lite ekstra rom. Med hydraulisk sylinder er det som tidligere nevnt ment en sylinder med endeplater som danner et sylinderkammer, et stempelhode inne i kammeret og en stempelstang som forløper fra stempelhodet og hydraulisk fluid for operasjon av den hydrauliske sylinderen, og denne frasen er benyttet i resten av søknaden.

En annen hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en hydraulisk sylinder hvilken er pålitelig og som trenger mindre vedlikehold enn tidligere kjente hydrauliske sylindere. Det er også en hensikt å tilveiebringe en hydraulisk sylinder uten ytre hydrauliske fluidlinjer.

En annen hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en plugg hvilken har et større bruksområde enn andre plugger, og en plugg hvilken er kortere i lengden og som derfor også kan benyttes i rørledninger med skarpere avbøyninger. Det er også en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en plugg uten hydrauliske linjer forløpende til utsiden av pluggen.

En plugg og en hydraulisk sylinder hvori de ovenfor nevnte hensikter er oppnådd og de tidligere nevnte ulemper i forhold til tidligere kjent teknikk er forbedret, er oppnådd med en plugg og en hydraulisk sylinder i henhold til kravene.

Den foreliggende oppfinnelse angår en plugg for å stenge av en rørledning for en fluidstrøm. Pluggen omfatter, som en normal plugg, forankrings- og tetningsanordninger for forankring og tetning mot den innvendige veggen av rørledningen. Disse forankrings- og tetningsanordningene kan være en integrert enhet eller to forskjellige enheter med forskjellige oppgaver og separate kontrollanordninger. Imidlertid, forankrings- og tetningsanordningene er operert av i det minste én hydraulisk sylinder. Det kan være én hydraulisk sylinder som opererer både forankrings- og tetningsanordningene eller flere hydrauliske sylindere som opererer deler av tetnings- og forankringsanordningene. Den hydrauliske sylinderen i henhold til oppfinnelsen er operert av en hydraulisk kraftenhet og fjernstyrte kontrollanordninger, hvilke befinner seg i det minste delvis innenfor stempelhodet og stempelstangen. Det er her som nevnt ovenfor flere muligheter, hvilke er innenfor rammen av oppfinnelsen som definert i kravene og hvilke er innenfor rekkevidden av en fagperson.

Den foreliggende oppfinnelsen angår også en hydraulisk sylinder omfattende en sylinder med to endeplater som danner et sylinderkammer, et stempelhode inne i sylinderkammeret som danner to delkamre av sylinderkammeret, ett på hver side av stempelhodet, og en stempelstang. Stempelstangen forløper i en foretrukket utførelse gjennom begge delkamrene av den hydrauliske sylinderen. I en annen utførelse forløper stempelstangen fra stempelhodet gjennom bare ett av delkamrene. Det er i det minste hydraulisk fluid på én side av stempelhodet i sylinderkammeret med fluidforbindelse til et kontrollsystem. Den hydrauliske sylinderen er i henhold til tidligere kjent teknikk utstyrt med tetningsanordninger mellom bevegelige deler, men disse er ikke en del av oppfinnelsen og vil derfor ikke forklares ytterligere. En fagperson vil være i stand til å velge det passende og nødvendige utstyret for å få den hydrauliske sylinderen til å virke.

Den hydrauliske sylinderen i pluggen eller alene er operert av en kontrollanordning, hvilken kontrollerer en hydraulisk kraftenhet. I den foreliggende oppfinnelse er kontrollanordning og/eller den hydrauliske kraftenheten anordnet i det minste delvis innenfor stempelhodet eller stempelstangen.

Med dette menes det at alle eller deler av kontrollanordningene og/eller den hydrauliske kraftenheten kan befinne seg i stempelhodet og/eller stempelstangen.

Det er flere løsninger på hvordan man kan se for seg plasseringen av de forskjellige delene av elementene. En mulighet er å ha fluidlinjer, ventiler og pumpe anbragt innenfor stempelhodet. En annen mulighet er å ha fluidlinjer og ventiler i stempelhodet og motor og pumpe og mulig en tank fullt eller delvis innenfor stempelstangen. Man kan også se for seg at motoren er delvis plassert innenfor stempelstangen med kabellinjer som forløper fra stempelstangen og til en batteripakke på utsiden av den hydrauliske sylinderen eller til en energikilde på utsiden av rørledningen.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er kontrollanordningene fjernstyrte, og den fjernstyrte kontrollanordningeh og den hydrauliske kraftenheten, omfattende en motor, kretskort, ventiler, trykkfølere, hydraulisk pumpe, etc, for den hydrauliske sylinderen, befinner seg innenfor stempelstangen og/eller stempelhodet, hvor de større elementene som motoren og den hydrauliske pumpen av den hydrauliske kraftenheten befinner seg i det minste delvis innenfor stempelstangen. Stempelhodet omfatter tilførselslinjer for hydraulisk fluid fra et første delkammer, gjennom, nevnte ventiler og pumpen til et andre delkammer. På denne maten kan den hydrauliske sylinderen, og dermed pluggens tetnings- og forankringsanordninger, opereres ved å bevege fluid fra det ene til det andre delkammeret.

Den hydrauliske sylinderen i henhold til oppfinnelsen kan være en enveis eller toveis operert hydraulisk sylinder. Den hydrauliske sylinderen kan ha en stempelstang som forløper gjennom ett eller begge av delkamrene av den hydrauliske sylinderen. I en toveis operert hydraulisk sylinder er den hydrauliske pumpen normalt og fortrinnsvis en toveispumpe, istedenfor å ha to pumper hvilket tar mer rom, og stempelstangen forløper fortrinnsvis gjennom begge delkamrene for å unngå behovet for en større akkumulatortank.

Den foretrukne utførelsen av den hydrauliske sylinderen gir en hydraulisk sylinder hvilken er liten og uten noen eksterne fluidlinjer. Dette betyr en hydraulisk sylinder hvilken er mer pålitelig idet at den ikke har noen fare for lekkasje i forbindelse med fluidlinjer til selve den hydrauliske sylinderen. Imidlertid, man kan se for seg kontrollinjer mellom den hydrauliske sylinderen i pluggen og f.eks. en utvendig batteripakke, spesielt i tilfellet hvor pluggen og den hydrauliske sylinderen er fjernstyrt.

I en foretrukket utførelse omfatter pluggen i henhold til oppfinnelsen er forankrings- og tetningsanordninger operert av en felles hydraulisk sylinder. Pluggen kan være operert med direkte kontrollinjer til utsiden av rørledningen, men i en normal operasjon av pluggen i henhold til oppfinnelsen er den benyttet i rørledningen med en lengde som gjør direkte operasjon umulig, slik at fjernstyring er en nødvendighet.

Den foreliggende oppfinnelse skal nå forklares med en foretrukket utførelse med referanse til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en foretrukket utførelse av en hydraulisk sylinder i henhold til oppfinnelsen,

Fig. 2 viser en utførelse av en plugg i henhold til oppfinnelsen.

Den hydrauliske sylinderen 1 i henhold til oppfinnelsen omfatter som vist i fig. 1 en sylinder 2 med to endeplater 3, 3', hvilket sammen danner et sylinderkammer 6, et stempelhode 4 og en stempelstang 5. Sylinderen 2 og én av endeplatene 3' kan som vist i figuren, være dannet som ett element. Den hydrauliske sylinder 1 har stempelhodet 4 innenfor sylinderkammeret 6 og dette former to delkamre 7, 7', ett på hver side av stempelhodet 4. Stempelhodet 4 har i henhold til den foretrukne utførelsen som vist på figurene, en stempelstang 5 som forløper fra stempelhodet 4 og ut av sylinderkammeret 6, på begge sider av stempelhodet 4, dvs. stempelstangen forløper gjennom hele sylinderkammeret og ut på begge sidene. Stempelstangen 5 og stempelhodet 4 er i den foretrukne utførelsen dannet i ett stykke. De kan være formet av flere elementer.

Som vist på fig. 1 befinner den hydrauliske kraftenheten for operasjon av den hydrauliske sylinderen seg innenfor elementet som danner stempelstangen 5 og stempelhodet 4. Kraftenheten omfatter en pumpe 11, en motor 10 som driver pumpen 11, et kretskort 13, trykkfølere 14 og ventiler 12. Disse elementene er skjematisk vist på fig. 1, og f.eks. fluidlinjer fra ett delkammer gjennom ventilene og pumpen til det andre kammer er ikke vist for klarhetens skyld. En fagperson vil forstå at det må være én åpning fra ett delkammer 7 inn i stempelhodet 4 for en fluidlinje med lukkeventil 12, og pumpe 11 forbundet i fluidlinjen hvilke forløper til en åpning i stempelhodet 4 som vender mot det andre delkammeret 7'. Ved kjøring av pumpen 11 den ene eller to veier kan den hydrauliske sylinderens stempelhode 4 beveges én eller to retninger innenfor sylinderkammeret 6.

Som tidligere nevnt kan den hydrauliske sylinderen være av en type uten en gjennomgående stempelstang. I dette tilfellet kan en akkumulatortank f.eks. være plassert i det minste delvis innenfor stempelhodet 4 og stempelstangen 5, for å akkumulere forskjellen i volumendringer mellom de to forskjellige delkamrene. Akkumulatortanken kan også i henhold til oppfinnelsen være plassert på utsiden av den hydrauliske sylinderen, mens andre deler av den hydrauliske kraftenheten er innenfor den hydrauliske sylinderen, men dette er ikke foretrukket.

Man kan også se for seg at pumpen kan være plassert delvis utvendig stempelstangen og at motoren som driver pumpen eller en batteripakke for en motor er utvendig den hydrauliske sylinderen, f.eks. ved én ende av stempelstangen. Dette gir fremdeles den fordelen at det ikke er noen ytre hydrauliske linjer for den hydrauliske sylinderen.

Som vist på fig. 2, er et bruksområde for deri hydrauliske sylinderen 1 i henhold til oppfinnelsen, som beskrevet ovenfor, i en plugg 21. En plugg 21 for å stenge av en rørledning 20 omfatter forankringsanordninger 24 og tetningsanordninger 25. Den hydrauliske sylinderen 1 benyttes for å operere forankrings- og tetningsanordningene og derved sette eller frigjøre pluggen 21 i rørledningen 20. Pluggen kan aktivt opereres ved linjer fra en operasjonskontroll på utsiden av pluggen, eller fjernstyres.

I en foretrukket utførelse omfatter pluggen 21 som vist på fig. 2, en første og andre endeplate 22 og 23 respektivt. Det er i den foretrukne utførelsen én hydraulisk sylinder som opererer både forankringsanordningene i form av en første og andre kiledel 24, 24', og tetningsanordninger 25 i form av en pakning. Den første kilen 24 av forankringsanordningen er i anlegg mot den første endeplaten 22. Den andre kilen 24' befinner seg mellom den første kilen 24 og den hydrauliske sylinderen 1, og i anlegg mot en pakning 25 bak forankringsanordningene - sett fra den første endeplaten 22. Pakningen 25 befinner seg mellom den andre kiledel 24'og den andre endeplate 23 av pluggen. Stempelstangen 5 er forbundet til den første endeplate 22 og er en gjennomgående stempelstang 5. Sylinderkammeret 6 befinner seg sentralt i pluggen 1 med en akse i lengderetning som i hovedsak tilsvarer lengdeaksen for rørledningen 20. Kilene 24, 24' som danner forankringsanordninger og pakningen 25 som danner tetningsanordningen befinner seg rundt omkretsen av den hydrauliske sylinderen, i ringrommet mellom den hydrauliske sylinderen og rørledningen 20. Den andre endeplate 23 av pluggen 21 danner også en endeplate av sylinderkammeret 6, og forbinder derved sylinderkammeret 6 av den hydrauliske sylinderen til den andre endeplate 23 og pluggen 21. Den hydrauliske sylinderen er i denne utførelsen forspent med en fjær 26 mellom sylinderkammeret 6 og den første endeplate 22 av pluggen og vil søke å trekke tilbake pluggens forankringsanordninger så fremt i fall hydraulisk fluid ikke presses i den hydrauliske sylinderen. Den hydrauliske kraftenheten 8 befinner seg i den foretrukne utførelsen innenfor det ene elementet som danner stempelstangen 5 og stempelhodet 4. Batteriene for å kjøre motoren i den hydrauliske kraftenheten 8 kan befinne seg på utsiden av pluggen 21 og være forbundet til enden av stempelstangen 5.1 den foretrukne utførelsen inkluderer den hydrauliske kraftenheten 8 også fjernstyrte kontrollanordninger for fjernstyrt kontroll av pluggen, fra utsiden av rørledningen.

Den foreliggende oppfinnelse er nå forklart med foretrukne utførelser, men det er flere endringer og modifikasjoner som en fagperson kan utføre innenfor rammen av oppfinnelsen slik den er definert i de vedføyde krav. Pluggen kan være operert med to eller flere hydrauliske sylindere, den hydrauliske sylinderen kan ha en gjennomgående stempelstang, den hydrauliske sylinderen i pluggen behøver ikke være forspent, og plasseringen av deler av den hydrauliske kraftenheten kan tenkes annerledes. Pluggen kan være utstyrt med mye annet utstyr nødvendig for benyttelse av pluggen, slik som kutteanordninger, forbindelsesanordninger eller andre verktøy.

Claims

1. Plugg (21) for å stenge av en rørledning (20) for en fluidstrøm, omfattende forankringsanordninger (24) og tetningsanordninger (25) for forankring og tetning mot den innvendige veggen av rørledningen (20), hvilke anordninger er operert av i det minste én hydraulisk sylinder, omfattende et sylinderkammer (6), et stempelhode (4) som befinner seg i sylinderkammeret (6) og deler det i to delkamre (7, 7') og en stempelstang (5) som forløper gjennom stempelhodet (4) og gjennom minst ett av delkamrene (7, 7') karakterisert ved at den hydrauliske kraftenheten (8) og fjernstyringsanordninger, for den hydrauliske sylinderen befinner seg i det minste delvis innenfor stempelhodet (4) og/eller stempelstangen (5).

2. En hydraulisk sylinder (1) omfattende et sylinderkammer (6), et stempelhode (4) innenfor sylinderkammeret (6) som danner to delkamre (7, 7') av sylinderkammeret (6), ett på hver side av stempelhodet (4), og en stempelstang (5) som forløper fra en side av stempelhodet (4) gjennom i det minste ett av delkamrene (7, 7'), karakterisert ved at den hydrauliske kraftenheten (8) for operasjon av den hydrauliske sylinderen (1) befinner seg i det minste delvis innenfor stempelhodet (4) og/eller stempelstangen (5).

3. Hydraulisk sylinder eller plugg i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at stempelstangen (5) forløper gjennom begge delkamre (7, 7').

4. Hydraulisk sylinder eller plugg i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at stempelstangen (5) og/eller stempelhodet (4) omfatter i det minste delvis en fjernstyringskontrollanordning og/eller den hydrauliske kraftenheten (8), omfattende i det minste motor (10), kretskort (13), ventiler (12), trykkføler (14), hydraulisk pumpe (11), etc., for den hydrauliske sylinderen (1).

5. Hydraulisk sylinder eller plugg i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at motoren (10) og den hydrauliske pumpen (11) av den hydrauliske kraftenheten befinner seg i det minste delvis innenfor stempelstangen (5).

6. Hydraulisk sylinder eller plugg i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at stempelhodet (4) omfatter tilførselslinj er for hydraulisk fluid fra det første delkammer (7), gjennom nevnte ventiler (12) og pumpen (11) til det andre delkammeret (7').

7. Hydraulisk sylinder eller plugg i henhold til et av de foregående krav, karakterisert ved at den hydrauliske sylinderen er toveisoperert og den hydrauliske pumpen (11) er en toveispumpe.