NO338296B1 - Konnektor - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en konnektor, og spesielt, men ikke utelukkende, en konnektor innbefattende et hanelement opptatt i et hunelement og friksjonsbaserte låsemidler anordnet mellom dem.

I en kjent konnektor av ovennevnte type innbefatter låsemidlene maskinelte spor periferisk adskilt rundt hanelementet i hvilket låsekuler holdt i en holder (cage) som omkranser hanelementet er avpasset til å løpe. Kulene blir tvunget ut i kontakt med hunelementet når hanelementet blir opptatt deri, og påføring av en strekkbelastning til de to elementene får kulene til å gripe hunelementet hardere eller tettere.

Under visse forhold kan konnektoren bli utsatt for en reduksjon, eller fullstendig fjerning av strekkbelastningen, som normalt er tilstede. I dette tilfellet, og gitt at konnektoren er i en nær vertikal tilstand, kan dens egen vekt få den til å returnere til den samme tilstanden som den var i på innføringstidspunktet. Hvis strekkbelastningen plutselig ble gjenopptatt kunne dette føre til forskyvning mellom hanelementet og hunelementene.

Når konnektoren blir benyttet som en undervannskonnektor og hunelementet er montert på en slamseng (mud mat) er det vanlig at hunelementet tillates å dreie i en akse, i forhold til slamsengbunnen. Dette er for å tillate forskyvning av slamsengbunnen, i forhold til konnektoren, for å kompensere for ujevnheten på sjøbunnen. Konnektoren kan bli utsatt for en reduksjon eller fullstendig fjerning av den strekkbelastning som normalt er tilstede. I dette henseende kan slamsengen og den festede konnektor, som normalt henger over sjøbunnen falle tilbake til sjøbunnen. På grunn av vekten av konnektoren og festede ledd, kan det få konnektoren til å svinge nedover.

Hvis det skjer en feil ved buret som bibeholder forskyvning i forhold til legemet, ved fullstendig fjerning av strekkbelastningen, kunne dette tillate dets egenvekt til å få det til å returnere til samme tilstand som når det ble innsatt. Dette kunne bli etterfulgt av konnektordreiingen nedover, som kunne forårsake forskyvning mellom hanelementet og hunelementet.

Det er et formål med oppfinnelsen å overvinne disse potensielle ulemper.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en konnektor innbefattende et første konnektorelement og et andre konnektorelement, et første frigjørbart låsemiddel anordnet mellom konnektorelementene som gjør det mulig for elementene å bli koblet sammen og et andre låsemiddel anordnet mellom konnektorelementene som forhindrer relativ bevegelse mellom elementene i en låsefrigjøringsretning for det første frigjørbare låsemiddel et for å forhindre opplåsing når en last påført konnektoren blir fjernet. Det første frigjørbare låsemiddel et innbefatter en holder i hvilken det blir bibeholdt et antall kuler for bevegelse i en rekke med respektivt avsmalnede spor periferisk adskilt rundt det første konnektorelementet og det andre låsemiddelet innbefatter en eller flere låsekuler bibeholdt i et spaltelegeme anordnet mellom de første og andre konnektorelementer og anordnet for å gripe i et avsmalnende hull i det andre konnektorelementet.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, er det første konnektorelementet et hankonnektorelement og det andre konnektorelementet er et hunkonnektorelement avpasset for å oppta det første konnektorelementet. Når hanelementet blir innsatt i hunelementet blir kulene til det første låsemiddelet kilt mellom de to for å låse dem sammen. Påføring av en strekkbelastning på elementene øker den kraften som kulene til det første låsemiddelet blir grepet med mellom de to elementene og derfor den kraft som kobler de to elementer sammen. Midler er tilveiebragt som muliggjør uavhengig bevegelse av de en eller flere låsekulene til det andre låsemiddelet. Disse midlene innbefatter et sylindrisk legeme som koaksialt omkranser holderen til det første låsemiddelet og også innbefatter spalter gjennom hvilke de en eller flere respektive låsekule(r) til det andre låsemiddelet strekker seg. Det sylindriske legemet blir tvunget mot hullet i det andre konnektorelementet ved hjelp av fjærende midler, fordelaktig en kompresjonsfjær.

For at oppfinnelsen kan forstås tydeligere, vil en utførelsesform av denne nå bli beskrevet som eksempel, og med henvisning til de medfølgende tegninger, der: Fig. 1 viser et delvis lengdesnittriss av en konnektor; Fig. 2 viser et snittriss av en del av konnektoren i fig. 1 i en større målestokk; Fig. 3 viser et snittriss av den delen av konnektoren som er vist i fig. 2, men i en annen operasjonstilstand, og Fig. 4 viser et snittriss av den delen av konnektoren som er vist i fig. 2 og 3, men i en annen operasj onstilstand.

Med henvisning til fig. 1 innbefatter konnektoren et hunelement 1, som definerer et parallelt hull 2 avpasset for å oppta et hanelement 3. Konnektoren er beregnet for en undervannskobling, men kan bli benyttet innen andre områder. Hanelementet 3 innbefatter et hus 4 i hvilket et antall periferiske rekker med aksielt forløpende avsmalnede spor et maskinelt. Et antall kuler 5 bibeholdt i en sylindrisk holder 6 er anordnet i respektive spor for bevegelse opp og ned langs disse respektive spor. Holderen 6 innbefatter et antall rekker med forsenkede hull 7 som korresponderer med de respektive rekker med avsmalnede spor maskinelt i huset 4. Diameteren til disse forsenkede hullene 7 er slik at de tillater de korresponderende kulene 5 å rage derigjennom. Holderen 6 er fjærbelastet i forhold til huset 4. Dette forårsaker bevegelse av holderen 6 i forhold til huset 4 som forårsaker bevegelse av kulene 5 opp og ned langs de avsmalnede sporene og at kulene 5 rager gjennom de korresponderende hullene 7 i større eller mindre grad.

Hanelementet 3 har et "padeye" eller en løftekrok 8 på sin ende fjernt fra hunelementet 1. Denne løftekroken 8 muliggjør feste ved hjelp av kjettingledd. Sjakler eller lignende (ikke vist) til en kjetting, vaier, syntetisk tau eller lignende (heller ikke vist). Denne sistnevnte kan, igjen, være festet til for eksempel en oljerigg i tilfelle konnektoren blir benyttet som en undervannskobling. Andre typer feste kan benyttes. Tilsvarende innbefatter hunelementet 1 også en "padeye" eller løftekrok 9 som muliggjør feste via kjettingledd, sjakler eller lignende til kjetting, vaier, syntetisk tau eller lignende (heller ikke vist). Dette igjen kan være festet til en sugepåle drevet inn i sjøbunnen i tilfelle med en undervannskobling. Andre typer feste kan benyttes.

Ved nå i tillegg å henvise til fig. 2 innbefatter den sylindriske holderen 6 også et antall periferisk adskilte, i lengderetningen forløpende spor 10 gjennom hvilke respektive låsekuler 11 strekker seg for å kontakte hanelementet 3. Et sylindrisk hus 12 omkranser koaksialt holderen 6 og er koblet dertil ved hjelp av en innergjenget del 13a på huset 12 og en komplementær yttergjenget del 13b på holderen 6. Huset 12 definerer en rekke med periferisk adskilte hull 14 gjennom hvilke respektive kuler 11 strekker seg. På dens overflate fjernt fra gjengene 13a er en avsmalning 15 dannet som fører til radiusdel 16. Et ytterligere sylindrisk legeme 16 omkranser koaksialt hanelementet 3 og holderen 6 til hvilken det er koblet ved hjelp av komplementære respektive inner- og yttergjengede deler 17a og 17b på legemet 16 og holderen 6. Tettinger 18 og 19 rommes i spor dannet i legemet 16.

Et ytterligere sylindrisk legeme omkranser koaksialt holderen 6. Dette legemet 20 innbefatter en rekke med periferisk adskilte hull 21 gjennom hvilke respektive kuler 11 strekker seg for å muliggjøre uavhengig bevegelse av disse kulene 10. Et ytterligere sylindrisk legeme 22 omkranser koaksialt legeme 20 og legeme 16. Dette legeme 22 innbefatter en rekke med periferisk adskilte innvendig forsenkede hull 24 for å bibeholde respektive av et antall låsekuler 23 med en diameter som er mindre enn diameteren til kulene 11. Kompresjonsfjærer 24 og 25 er tilveiebragt. Fjæren 24 er tvunget til å virke mellom anleggsflatene på legemene 16 og 22 og fjæren 25 er tvunget til å virke mellom anleggsflatene på legemene 16 og 20.

Sett fra høyre til venstre i fig. 2 fører det parallelle hullet 2 i hunelementet 1 til en parallell forsenkning 26 som rommer det sylindriske legeme 12, et avsmalnet hull 27 som opptar kulene 11, et forsenket hull 28 som opptar kulene 23 og et parallelt hull 29 som opptar legemet 22. For å bibeholde legemet 22 i en bibeholdt relativ posisjon i forhold til legemet 16 strekker en tapp 30 seg gjennom et hull 31 i legemet 22 og inn i en forsenkning 32 i legemet 16. En tetting 33 er anordnet i et spor i legemet 22 for å virke mellom dette legemet og elementet 1.

I operasjon, før utgruppering (pre-deployment), blir legemet 22, som utgjør en ytre hylse, bibeholdt i forhold til legemet 16 som utgjør et hylsehus for tettingene 18 og 19, ved hjelp av holdetappene 30. Legemet 22 bibeholder i sin tur legemet 20 gjennom anlegg med de komplementære trinn 34 og 35 dannet på legemene 22 og 20 og låsekule 11 og 23 blir også holdt i en tilbaketrukket tilstand.

For å utføre koblingen blir hanelementet 3 innsatt i hunelementet 1. Kulene 5 som rager gjennom holderen 6, far kontakt med veggen til hullet 24, hunelementet 1. Når innsettingen fortsetter, starter kulene 5 å rulle ned langs de respektive korresponderende avsmalnede spor, og bærer den fjærbelastede holderen 6 med seg. Når kulene 5 har beveget seg tilstrekkelig, til å overensstemme med diameteren til hunelementhullet 2, fortsetter hanelementet 3 å gli inn til fullt inngrep. Den fjærbelastede holderen 6 sikrer at kontakt mellom kulene 5 og hullet 1 blir bibeholdt.

Etter at koblingen er gjort, når en strekkbelastning blir påført konnektoren, starter hanelementet 3 å beveges litt i forhold til hunelementet 1 som får kulene 5, som er i kontakt med veggen til hunelementhullet 2, å rulle opp langs de respektive avsmalnede spor, og således gripe veggen til hullet. Når strekkbelastningen blir øket blir gripebelastningen også øket, som dermed får i stand en fast kobling.

Etter innsetting av hanelementet 3 i hunelementet 1 blir, for å koble de to elementene sammen, tappen 30 fjernet. Lagret energi i fjærene 24 og 25 blir frigjort som forårsaker lineær forskyvning av legemet 22 og legemet 20 i forhold til legemet 16 som vist i fig. 3.

Forskyvning av legemet 22 forårsaker radiell forskyvning av låsekulene 23, opp avsmalningen 15 på overflaten av legemet 12, som dermed får låsekulene 23 til å gripe inn i det forsenkede hullet 28 i elementet 1. Samtidig forårsaker forskyvning av legemet 20 lineær forskyvning av låsekulene 11, som dermed forårsaker inngrep av låsekulene 11 i det avsmalnende hullet 27 i elementet 1 og den tilstøtende diameteren til hankonnektoren 3 som vist i fig. 4. Når en strekkbelastning blir påført konnektoren blir en fast kobling dannet mellom hanelementet og hunelementet 3 og 1. Dette forårsaker en liten lineær forskyvning av hanelementet 3 når det begynner å gripe, i forhold til hunelementet 1. Denne forskyvningen virker også på holderen 6, legemet 16, legemet 12, låsekulene 23, legemet 22, fjæren 24 og fjæren 25. Når denne lineære forskyvningen oppstår gis låsekulene 23 frihet til å bevege seg i lengderetning, langs det forsenkede hullet 28 i elementet 1. Tiltross for denne lineære forskyvningen bibeholder energien i fjæren 25, som virker i motsatt retning, på legemet 20 inngrep av låsekulene 11 i det avsmalnede hullet 27 i elementet 1 og den tilstøtende diameteren til elementet 3.

Låsekulene 11 som blir grepet mellom det avsmalnede hullet i elementet 1, og den tilstøtende diameteren til elementet 3, genererer en ensidig gripekraft som forhindrer innoverrettet lineær forskyvning av elementet 3, i forhold til elementet 1, men som allikevel tillater fri utoverrettet lineær forskyvning av elementet 3 i forhold til elementet 1.

Det vil forstås at de ovennevnte utførelsesformer har blitt beskrevet bare som eksempel, og at mange variasjoner mulig innenfor omfanget av oppfinnelsen. For eksempel kan tappen 30 og de tilknyttede åpninger 31 og 32 utelates. Dette ville føre til en automatisk utgruppering som unngår behovet for en ROV (fjernstyrt fartøy) for å fjerne tappen ved marin anvendelse.

Claims (8)

1. Konnektor, innbefattende et første konnektorelement (3) og et andre konnektorelement (1), et første frigjørbart låsemiddel (5, 6, 7) anordnet mellom konnektorelementene som gjør det mulig for elementene å bli koblet sammen og et andre låsemiddel (11, 15, 27) anordnet mellom konnektorelementene som forhindrer relativ bevegelse mellom elementene i en låsefrigjøringsretning for det første frigjørbare låsemiddelet for å forhindre opplåsing når en last påført konnektoren blir fjernet,karakterisert vedat det første frigjørbare låsemiddelet innbefatter en holder (6) i hvilken det blir bibeholdt et antall kuler (5) for bevegelse i en rekke med respektivt avsmalnede spor periferisk adskilt rundt det første konnektorelementet og det andre låsemiddelet innbefatter en eller flere låsekuler (11) bibeholdt i et spaltelegeme (12) anordnet mellom de første og andre konnektorelementer og anordnet for å gripe i et avsmalnende hull (27) i det andre konnektorelementet.

2. Konnektor i henhold til krav 1,karakterisert vedat det første konnektorelementet (3) er et hankonnektorelement og det andre konnektorelementet (1) er et hunkonnektorelement avpasset for å oppta det første konnektorelementet.

3. Konnektor i henhold til krav 2,karakterisert vedat når hanelementet blir innsatt i hunelementet, blir kulene (5) til det første låsemiddelet (5, 6, 7) kilt mellom de to for å låse dem sammen.

4. Konnektor i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisertv e d at påføring av en strekkbelastning på elementene øker kraften som kulene (5) til det første låsemiddelet (5, 6, 7) blir grepet med mellom de to elementene, og derfor kraften som kobler elementene sammen.

5. Konnektor i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisertved at mi dl er (20) er tilveiebragt som muliggjør uavhengig bevegelse av de en eller flere låsekulene (11) til det andre låsemiddelet (11, 15,27).

6. Konnektor i henhold til krav 5,karakterisert vedat midlene (20) for muliggjøring av uavhengig bevegelse innbefatter et sylindrisk legeme (20) som koaksialt omkranser holderen til det første låsemiddelet og også innbefatter spalter gjennom hvilke respektive en eller flere låsekuler (11) til det andre låsemiddelet (11,15, 27) strekker seg.

7. Konnektor i henhold til krav 6,karakterisert vedat det sylindriske legemet (20) blir tvunget mot hullet (27) i det andre konnektorelementet (1) ved hjelp av fjærende midler (25).

8. Konnektor i henhold til krav 7,karakterisert vedat de fjærende midler (25) innbefatter en kompresjonsfjær.