NO337206B1 - Elektrisk kobling som kan forbindes i vann eller flytende medium - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en elektrisk kobling som kan forbindes i vann eller et flytende medium, og særlig en elektrisk kobling som kan forbindes i sjøvann.

Fra EP 0 493 375 og EP 0 251 655 er det kjent elektriske koblinger som kan settes sammen i sjøvann og som har to ekspansjonskamre med elektrisk isolerende fluid for å tørke av koblingens kontaktdel når koblingens hanndel settes sammen med den tilhøren-de hunndel, idet det ytre ekspansjonskammer danner huslegemet for koblingens hunnelement. Dette ytre, deformerbare ekspansjonskammer består imidlertid i hovedsak av en vegg fremstilt av elastomert material hvis ytre overflate kan angripes av løsemidler, særlig i tilfellet av oljeboring. Videre returneres den bevegelige pendel som mottar hannelementets kontaktpinne mot fronten av hunnelementet ved hjelp av en skruelinjeformet fjær som rommes i den bakre del av pendelhuset. Dette arrangement gjør konstruksjonen komplisert, særlig når den omfatter flere kontaktelementer, og øker sammenstillingskraften proporsjonalt med antallet kontaktelementer.

Oppfinnelsen har som mål å avhjelpe disse ulemper og foreslår en elektrisk kobling som kan settes sammen i vann eller flytende medium, og som omfatter to komplementære koblingselementer, henholdsvis et hannelement og et hunnelement beregnet på å bli satt sammen for tjeneste i nevnte flytende medium, idet hannkoblingselementet har i det minste en kontaktpinne som rager ut fra koblingselementet, mens hunnkoblingselementet har i det minste en åpning som lar pinnen passere igjennom for å sammenkoble nevnte koblingselementer, og hvor denne åpning er blokkert i den frakoblede stilling ved hjelp av et elektrisk isolerende stempelelement tilpasset for å gli inne i koblingselementet i et elektrisk isolerende, stivt kontaktkammer som via kontaktområdet mottar kontaktpinnen på hannkoblingselementet ved sammenkobling, idet stempelelementet og kontaktpinnen også glir på en avtettet måte ved sammenkobling inn i kontaktkammeret via i det minste to aksialt adskilte pakninger, av hvilke den ene er plassert nær nevnte åpning, mens den andre er plassert nedstrøms for kontaktområdet for pinnen og kontaktkammeret i forhold til åpningen, og hvor overflaten på stempelelementet mellom de to pakninger er knyttet til et kammer fylt med det elektrisk isolerende fluid dannet på innsiden av koblingselementet, idet dette kammer er forbundet med et ytre, fleksibelt veggelement som deformeres for å tillate innføring og fjerning av kontaktpinnen inn i og ut fra kontaktkammeret ved henholdsvis den sammenkoblende og frakoblende operasjon, og hvor kontaktområdet også er fylt med elektrisk isolerende fluid og adskilt fra resten av koblingen ved hjelp av en tredje pakning anordnet på stempelelementet eller i kontaktkammeret.

Resultatet av dette arrangement er at hunnkoblingselementet kan ha et stivt ytre legeme fremstilt fra et material som ikke er følsomt overfor løsemidler.

Det ytre, deformerbare og fleksible veggelement som er følsomt overfor løsemidler kan imidlertid monteres slik at det kan byttes.

Koblingskontaktområdet mellom pinnen og kontaktkammeret kan skapes av et fremre parti i kontaktkammeret som under bruk mottar den aktive ledende del av pinnen ved dennes fremre ende f.eks. gjennom et sett ringformede bøssinger klemt fast på pinnens aktive ledende del.

Stempelelementet er montert slik at dette bringes tilbake mot fronten ved kanten av åpningen av koblingselementet fortrinnsvis ved hjelp av et fjærelement plassert på baksiden av stempelelementet omkring kontaktkammeret og som er dekket med en elektrisk isolator over hele sitt overflateareal bortsett fra kontaktområdet.

Med dette arrangement kan fjærelementet også f.eks. ved hjelp av en felles endetråd brukes for å bringe tilbake andre stempelelementer i andre koblingers kontaktkamre anordnet i koblingselementet i tilfellet av koblinger med flere kontakter.

Naturligvis er den bakre del av kontaktkammeret som ikke inneholder stempelelementet også fylt med elektrisk isolerende fluid via et passende hull gjennom sin vegg. Videre er et avtørkende pakningselement plassert mellom stempelelementets vegg og kontaktkammeret satt inn på omkretsen av stempelelementet eller i en passende posisjon i kontatkammeret oppstrøms for kontaktområdet i forhold til åpningen, for å skille kontaktområdet som er fylt med elektrisk isolerende fluid fra kontaktkammeret og unngå mulige spor av vann eller eksternt flytende medium i kontaktområdet ved sammenkobling.

Nedenfor er oppfinnelsen anskueliggjort ved hjelp av utførelseseksempler gitt med henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke: Fig. 1 viser et aksialt snitt gjennom en kobling i henhold til oppfinnelsen i den frakoblede

stilling, og

fig. 2er et snitt, slik som i fig. 1, som viser koblingen i den sammenkoblede stilling.

Den elektriske kobling i henhold til oppfinnelsen og vist på tegningene omfatter to komplementære koblingselementer konstruert for ved bruk, å kobles sammen med hverandre, nemlig henholdsvis et hannkoblingselement og et hunnkoblingselement 13.

Den har aksial symmetri.

Hannkoblingselementet 1 har en forenklet struktur som i hovedsak omfatter et hus 3 som aksialt rommer en sylindrisk kontaktpinne 5 som fast rager ut mot fronten og er forbundet med en bakre elektrisk kabel 7. Denne pinne har et sirkulært snitt, men kan ha en hvilken som helst annen fasong, fortrinnsvis rund, men til og med mangekantet.

Pinnen 5 har en ledende del 9 ved enden av sin fremre omkretsoverflate, idet resten av dens overflate er dekket med et elektrisk isolerende material 11.

Hunnkoblingselementet 13 har også en hoveddel eller stivt hus 15 med snitt tilsvarende det for hannelementet 1, idet denne hoveddel består av to deler, henholdsvis en fremre 17 og en bakre 19, som er satt sammen ved hjelp av skruer.

Et kontaktkammer 21 er anordnet aksialt mellom nevnte fremre hoveddel 17 og bakre hoveddel 19 og er forbundet med en elektrisk ledende kabel 23. Dette kammer 21 er montert på hoveddelen 19 og på den fremre flate 25 på hoveddelen 17, idet sistnevnte har en sirkulær, fremre aksial åpning 27 med et snitt som er komplementært med det for pinnen 5 med tillegg av en klaringspassasje.

Denne åpning 27 er anordnet foran kammeret 21 i kort avstand fra sistnevnte. Den lukkes ved hjelp av et stempelelement eller skyttel 29 som har sylindrisk utførelse og er tilpasset for å gli aksialt i kontaktkammeret 21. Dette elektrisk isolerende stempelelement 29 bringes tilbake mot forsiden på nivået av åpningen 27 ved hjelp av en bakre skruelinjeformet fjær 31 forbundet med den bakre ende av stempelelementet 29 og som ligger an mot forsiden 33 av den bakre hoveddel 19. Fjæren 31 er anordnet omkring kontaktkammeret 21, idet dens fremre tråd 35 passerer gjennom kontaktkammeret 21 gjennom en aksial spalte 37 med lengde lik den for stempelelementets vandring.

Stempelelementet 29, kontaktområdet, den del av kontaktkammeret 21 som befinner seg bak stempelet og det indre av den fremre koblingsdel 17 er fylt med et elektrisk isolerende fluid, og særlig en elektrisk isolerende olje, som naturligvis er vannavstøtende og som fremmer friheten ved stempelets glidende bevegelse i kontaktkammeret.

Ved sitt fremre endestykke står stempelelementet 29 i kommunikasjon med den isolerende olje som sirkulerer i et ringformet kammer 39 dannet foran kontaktkammeret 21 i forsiden på koblingselementet, og med sitt bakstykke i kommunikasjon med den isolerende olje i kontaktkammeret 21.

Dette kontaktkammer 21 har en aktiv, indre ledende del 41 i sitt fremre parti, som er komplementær med det 9 på hannelementets pinne, mens resten av dets overflate er dekket med en elektrisk isolerende kappe 43.

Stempelelementet 29 blir avtørket alle spor av omgivende fluid når det glir gjennom hullet i kontaktkammeret 21 ved hjelp av to, fremre ringformede pakninger 40, 45' og en bakre, ringformet pakning 47 satt i på dets omkrets midtveis langs sistnevnte og bak det ledende område 41.

Den første pakning 45 i fronten er festet på forsiden 25 av koblingen, mens den andre 45' er festet inne i frontpartiet av kontaktkammeret 21.

Disse pakninger er fleksible leppepakninger eller ringpakninger som skrubber mot overflaten av stempelelementet 29. Under sin glidende vandring frigjør således sistnevnte det ledende område 41 i kontaktkammeret for alle spor av eksternt fluid (sjøvann) som på negativ måte kunne innvirke på den gode kontakt for kontaktområdene som er i kontakt med hverandre, henholdsvis 9, 41, mellom pinnen og kontaktkammeret, når koblingselementene 1 og 13 settes sammen, idet dette område forblir fylt med elektrisk isolerende olje som er nøytral overfor kontakten.

Pakningene 45' og 47 har den mer spesielle virkning av å skille kontaktområdet fra resten av koblingen, idet de danner en ytterligere avtettende barriere med hensyn til mulig ytre, forurensende fluid som kan trenge inn i koblingen.

Variasjonen i det indre volum inne i hunnkoblingselementet som inneholder det isolerende fluid 49 kompenseres av et fleksibelt elastomert element 51 plassert bak den fremre hoveddel 17 og over en liten bredde like under dens periferi. Dette fleksible element 51 har form av en deformerbar mansjett festet på en avtettet måte ved sine kanter henholdsvis på en tilsvarende uttagning i den fremre hoveddel 17 og en komplementær uttagning i den bake hoveddel 19. Dette fleksible element står i kommunikasjon med det eksterne fluid 49 (sjøvann) ved hjelp av omkretsmessige hull 53 dannet i veggen i den overliggende uttagning 55 i den fremre hoveddel 17 og dens vegg er i stand til å deformeres i dette uttatte rom 55. Den kan byttes når den er slitt ved å skille hoveddelene 17 og 19.

Det skal nå beskrives hvordan koblingen virker.

Pinnen 5 på hannkoblingselementet stikkes ganske enkelt inn i åpningen 27 i fronten av hunnkoblingselementet og pinnen 5 skyver stempelelementet 29 inne i kontaktkammeret mot returkraften fra fjæren 31. Det fleksible element 51 deformeres utover for å oppta økningen i volum forårsaket av innføringen av pinnen. Under denne operasjon blir stempelelementet 29 a vs tr øket tørt ved hjelp av de tidligere beskrevne pakninger og det blir også pinnen 5 når den passerer over de fremre pakninger 45, 45'.

Innstikkingen styres av et kantstykke 57 som rager ut omkring omkretsen av forsiden av hannelementet og som glir inn i et komplementært, langsgående omkretsspor 59 i hunn-elementlegemet.

Ved enden av vandringen (se fig. 2) og når hannelementet 1 og hunnelementet 13 butter mot hverandre, mottas kontaktelementet 9 på pinnen som er frigjort for alle spor av forurensende, eksternt medium, perfekt av det tilsvarende kontaktområde 41 i kontaktkammeret, idet sistnevntes bøssinger 61 påfører et klemmende trykk på pinnens glatte ledende del 9.

Koblingselementene kobles fra hverandre ved en uttrekkende operasjon som er den reverse av koblingsoperasjonen, idet stempelelementet 29 da går tilbake til nivået av åpningen 27.

Claims (10)

1. Elektrisk kobling som kan settes sammen i vann eller et flytende medium og som omfatter to komplementære koblingselementer, henholdsvis et hannelement (1) og et hunnelement (13) beregnet på, under bruk, å bli satt sammen i nevnte flytende medium, idet hannkoblingselementet (1) omfatter i det minste en kontaktpinne (5) som rager frem fra koblingselementet, mens hunnkoblingselementet (13) omfatter i det minste en åpning (27) for at pinnen (5) skal passere gjennom og koble sammen nevnte koblingselementer, idet denne åpning (27) er blokkert i den frakoblede stilling ved hjelp av et elektrisk isolerende stempelelement (29) anordnet for å gli inne i koblingselementet i et elektrisk isolerende, stivt kontaktkammer (21) som via et kontaktområde (41) mottar kontaktpinnen (5) på hannkoblingselementet ved sammenkobling, og hvor stempelelementet (29) og kontaktpinnen (5) også glir på en avtettet måte ved sammenkobling inn i kontaktkammeret (21) via i det minste to aksialt adskilte pakninger, av hvilken den ene (45) er plassert nær nevnte åpning (27), mens den annen (45') er plassert nedstrøms for kontaktområdet (9, 41) mellom pinnen og kontaktkammeret i forhold til åpningen (27), idet overflaten av stempelelementet (29) mellom de to pakninger (45. 45') er forbundet med et kammer fylt med elektrisk isolerende fluid (49) utformet inne i koblingselementet og dette kammer er forbundet med et ytre, fleksibelt veggelement (51) som deformeres for å muliggjøre innføring og fjerning av kontaktpinnen (5) inn i eller ut fra kontaktkammeret (21) ved henholdsvis sammenkoblings- og frakoblingsoperasjonene for koblingen, idet kontaktområdet også er fylt med elektrisk isolerende fluid og skilt fra resten av koblingen ved hjelp av en tredje pakning (47) anordnet på stempelelementet (29) eller i kontaktkammeret (21), mens den bakre del av kontaktkammeret (21) som ikke inneholder stempelelementet (29) også er fylt med elektrisk isolerende fluid via en passende åpning gjennom sin vegg og nevnte avtørkende pakningselement (47) på veggen av stempelelementet (29) er anordnet på omkretsen av stempelelementet (29) eller i en passende posisjon i kontaktkammeret og skiller kontaktområdene fylt med elektrisk isolerende fluid fra kontaktkammeret, for derved å unngå mulige spor av vann eller forurensende eksternt flytende medium i kontaktområdet (9, 41) ved sammenkobling.

2. Elektrisk kobling som angitt i krav 1, og hvor hunnkoblingselementet (13) omfatter et stivt ytre legeme (17, 19) fremstilt fra et material som ikke er følsomt overfor løsemidler.

3. Elektrisk kobling som angitt i krav 1 eller 2, og hvor det deformerbare, fleksible element (51) er montert slik at det kan byttes.

4. Elektrisk kobling som angitt i et av de foregående krav, og hvor kontaktpinnen (5) på hannkoblingselementet (1) har en ledende del (9) ved sin fremre ende, mens resten av dens overflate er belagt med elektrisk isolerende material (11), idet kontaktkammeret (21) likeledes har en aktiv indre ledende del (41) i sitt fremre parti som er komplementært med det på pinnen (5), og hvor resten av dets overflate er dekket med elektrisk isolerende material (43).

5. Elektrisk kobling som angitt i krav 4, og hvor den ledende del (41) av kontaktkammeret under bruk mottar pinnen (5) når koblingselementene settes sammen.

6. Elektrisk kobling som angitt i et av de foregående krav, og hvor stempelelementet (29) er anordnet for å returnere mot fronten ved kanten av åpningen (27) i koblingselementet ved hjelp av et fjærelement (31) plassert bak stempelelementet (29) omkring kontaktkammeret (21).

7. Elektrisk kobling som angitt i krav 6, og hvor fjærelementet (31) tjener til å bringe tilbake andre stempelelementer (29) i kontaktkammeret (21) for andre kontakter anordnet i koblingselementet (13) i tilfellet av koblinger med flere kontakter (5, 21).

8. Elektrisk kobling som angitt i et av de foregående krav, og hvor nevnte fjærelement (31) er en skruelinjeformet fjær forbundet med den bakre ende av stempelelementet (29) og som ligger an mot en bakre del av koblingslegemet (13), idet denne fjær er anordnet omkring kontaktkammeret (21) mens dens fremre tråd (35) passerer gjennom kontaktkammeret (21) gjennom en aksial spalte (37) med lengde lik den for vandringen av stempelelementet (29).

9. Elektrisk kobling som angitt i et av de foregående krav, og hvor nevnte fleksible element (51) har form av en deformerbar mansjett som er festet ved sine kanter på en avtettet måte til koblingslegemet, og som står i kommunikasjon med det eksterne fluid (49) ved hjelp av omkretsmessige hull (53) dannet i veggen i en overliggende uttagning (55) i hoveddel (17), og dens vegg er i stand til å deformeres i dette uttatte rom eller uttagning (55).

10. Elektrisk kobling som angitt i krav 5, og hvor den ledende del (41) av kontaktkammeret under bruk mottar pinnen (5) gjennom et sett ringformede bøssinger (61) klemt fast på pinnen (5).