NO753373L - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår i sin videste forstand

en kopling av kuleleddtypeh for sammenføyning av endene av to rør som vanligvis befinner seg i undervannsomgivelser. Oppfinnelsen tar særlig sikte på å skaffe en forbedret kopling av den type som er i stand til stivt å forbinde med hverandre rørender som kan stå skjevt i forhold til hverandre.

Det er kjent å." sammenføye skjevinnstilte rørender

som befinner seg i undervannsomgivelser med . en kuleleddkopling,

hvor skålen inkluderer kjever for inngrep med baksiden av kulen

for å holde den inne i skålen. I mange tilfeller'er imidlertid slike koplinger leddet for å muliggjøre relativ bevegelse mellom rørendene. I andre tilfeller har skålens kjever form av en snepp-ring som gjør det vanskelig å sette sammen kulen og kuleskålen, hvilket er en vesentlig ulempe på grunn av det faktum at arbeids-betingelsene i undervannsomgivelser er hovedsakelig begrenset når det.gjelder sikt, håndteringsmuligheter og lignende. Dessuten krever noen tidligere kjente koplinger at kjevene fastholdes i det minste delvis innenfor skålens område og nødvendiggjør således et innviklet nett av stempler, sylindere og ledninger som må befinne seg innenfor skålens område, for å gi hydraulisk betjening av kjevene enten mot eller bort fra deres stilling med inngrep med kulen.

Det er følgelig.et hovedformål med foreliggende oppfinnelse å overvinne de nevnte ulemper ved å skaffe en forbedret rørkopling av kuleleddtypen som er i stand til stivt å forbinde med hverandre rørender som kan stå skjevt i forhold til hverandre.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å skaffe 'en rørkopling med kuleledd-kopleelementer som er enkle i konstruk- ■ spon og lette å, sette sammen for deretter å bevirke en hurtig sammenkopling.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å skaffe en rørkopling av kuleleddtypen/hvor innstillingsorganene for kjevene kan anbringes utvendig på skålen.

For å oppnå disse og andre formål med oppfinnelsen, både de som er nevnt og andre som ikke er nevnt i det følgende, skaffer oppfinnelsen en anordning som kan kople sammen endene av to rør og som omfatter i kombinasjon et par kopleelementer som hvert kan forbindes ved sin ene ende med enden av det ene rør som skal koples. Et av kopleelementene har«ved sin annen

ende festet en ringformet sfærisk utformet kulelignende utvidet del med aksiale fremre og bakre sider. Det annet kopleelement har ved sin annen ende festet en kapsling eller skål med en innvendig overflatedel for å motta den sfærisk utformede fremre side av den utvidede del i sammenpassende inngrep med samme, for derved å muliggjøre at de sentrale akser for de respektive "i . kopleelementer kan stå skrått en vinkel i forhold til hverandre for sammenkopling av tilsvarende skrå rørender. Tetningsorganer kan anbringes mellom den utvidede del og kapslingén for å gi en væsketetning mellom dem. Et antall kjever eller kamelementer bæres anbragt rundt omkretsen av kapslingén og er svingbart bevegelige mellom en tilbaketrukket stilling for å tillate kapslingens mottagende del fritt å ta imot dens sfæriske fremre side av den

utvidede del i til hverandre passende kontakt med samme, og

en utstrakt og låst stilling for inngrep med den sfærisk utformede bakre side i et antall punkter adskilt rundt omkretsen av denne for å påvirke den utvidede del til stadig virksom kontakt med kapslingén for å holde fast kopleelementene mot relativ|aksial adskillelse og organer for svingbar bevegelse av nevnte kamelementer mot den utstrakte.og låste stilling.

Ytterligere formål med oppfinnelsen i dennes mer eller mindre vide forstand vil fremgå av følgende beskrivelse av elementer, deler og prinsipper ved oppfinnelsen som utelukkende gis som eksempler og under henvisning til tegningene hvor ,like' hen-visningstall refererer seg til like deler av oppfinnelsen, og

hvor fig. 1 er et lengdesnitt av kopleelementene i en sammensatt '.og låst stilling, fig. 2 er et.frontriss av den sammensatte kopling sett i retning fra linjen II-II på fig. 1, fig. 3 er et lengde-

snitt a,y kopleelementene i en sammensatt tilstand i likhet med fig. 1, men viser delene i ulåst tilstand,.fig. 4 er.

et delrlss av tetningsorganene på fig. 1 i større målestokk, og fig. 5 er et delriss av en annen utførelse av tetningsorganene i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

En foreløpig foretrukket utførelse av anordningen for sammenkopling av rørender i samsvar med oppfinnelsen er : vist generelt på fig. 1. Som vist her inkluderer koplingen 2 et par kopleélementer 4 og 6 som hvert ved sin ene ende er passende forbundet med enden av et av rørene 8 f.eks. som vist ved 10. Kopleelementet 4 har ved sin annen ende festet en ringformet, sfærisk utformet kulelignende' utvidet del 12 med aksiale fremre og bakre sider 14 hhv. 16. På den annen side har kopleelementet 6 festet ved den annen ende av samme en skål eller kapsling 18 med en del .20 med en sfærisk utformet innvendig flate for å ta imot den sfærisk utformede fremre side 14 i en til hverandre passende kontakt med

samme som vist på fig. 1. Denne kuleledd-anordning gjør det

mulig for de sentrale akser for kopleelementene 4 og 6 å

v stå skrått en vinkel i forhold til hverandre, hvorved lignende skråttstående rørender, som vist ved brutte linjer og heltrukne linjer i to forskjellige stillinger av kopleelementene 4 hhv. 6,kan føyes sammen.

Det vil forstås at de fremre: og bakre sider 14 og 16 vil inkludere de sfærisk utformede overflatepartier av den utvidede del 12 som er henholdsvis i kontakt med den indre

overflatedel 20. og kamelementer (som skal beskrives senere) uavhengig av eventuell relativ skjevinnstilling mellom kopleelementene 4 og 6.

Dessuten er et antall kjever eller kamelementer 22 (fig. 1) båret anordnet på omkretsen av kapslingén 18 som vist på fig. 2 og svingbart bevegelige mellom en tilbaketrukket stilling (fig. 3) for å tillate at delen 20 av kapslingén 18 fritt kan ta imot den nevnte sfærisk utformede fremre side 14 av den utvidede del 12 i til' hverandre passende kontakt,.med .den innvendige overflate av samme som nevnt, og en utstrakt og låst stilling (fig. 1) som får inngrep med den sfærisk utformede •bakre side 16 i et antall punkter på omkretsen av samme for derved

å, påvirke den utvidede del 12 til stadig virksom kontakt med'kapslingén 18, og hindre kopleelementene 4 og 6 i relativ aksial og bøyende bevegelse. Det vil således fremgå at kamelementene 2 2 og delen 20 er innbyrdes avhengig av hverandre for å holde fast kopleelementene 4 og 6 mot slik relativ aksial og bøyende bevegelse.

Videre omfatter oppfinnelsen anordningen av organer 24 for bevegelse av kamelementene 22 mot den utstrakte og låste stilling på en måte som skal beskrives mer detaljert senere.

Som vist på fig. 1 inkluderer hvert kamelement 22

en forreste ende 2 5 som fortrinnsvis er sfærisk utformet for å tilsvare den sfæriske kontur av den utvidede del 12 langs dennes bakre side 16. I denne foretrukne utførelse av oppfinnelsen inkluderer hvert kamelement 22 også en vektarmdel 26 for å mulig-gjøre svingebevegelse av kamelementet 22 som nevnt. Nærmere bestemt omfatter hver vektarmdel 26 en på innersiden anbragt

knast 28 som står i løsbart inngrep med støttepunktorganer 30

som vist på fig. 1 og bevegelig i forhold til samme for å bevirke svingebevegelse av kamelementet 22 om dette punkt. Støttepunkt-organéne 30 inkluderer en ringformet vinkelform 32 avgrenset mellom den ringformede vegg 34 og kapslingén 18. Dessuten inkluderer vektarmdelen 26 en på innersiden anbragt konisk overflate 36 som strekker seg fra knasten 28 til den bakre ende 38 av vektarmdelen 26,

hvilken overflate 36 gjør det mulig å svinge vektarmdelen 26

til den på fig. 3 viste stilling. Den ytre overflate av vektarmdelen 26 er sadelformet med et sete 4 0 anbragt mellom to diverge^rende flater 42 og 44 av grunner som vil fremgå senere. De ytre overflater av vektarmdelen 2 6 er fortrinnsvis konvekse mens de indre overflater av samme medregnet de på nevnte knast 28 er konkave. Videre har hvert kamelement 22 motsatte sider 46-46 (fig. 2) som konvergerer mot kapslingens 18 senterakse.' Kamelementene 22

er dessuten avsmalnende utover fra den bakre ende 38 mot den fremre ende 48. Denne avsmalnende form tillater kamelementene 22

å ligge tett inntil hverandre i den utstrakte stilling som best vist på fig. 2.

Bevegelsesorganene 24 inkluderer en ringformet hylse 50 anbragt i omsluttende ..forhold om kamelementene 2 2 som vist på •fig. 2. Hylsen 50 er bevegelig aksialt i forhold til kapslingén 18 for å bevirke svingebevegelse av kamelementene 22 mellom den

radi.a,le tilbaketrukne posisjon på, fig. 3 og en radial utstrakt og låst posisjon på fig. 1. Nærmere bestemt inkluderer den ringformede hylse 50 en på innersiden anbragt kjegleformet flate'-52 mellom et par divergerende flater 54 og 56, idet hylsens overflater er konkave for innbyrdes tilpasset inngrep med de ytre konvekse vektarmoverflater av kamelementene 22. Hylseflaten 54 er beregnet å ha kontakt .med vektarmflaten 42

når hylsen 50 beveges bakover mot den på fig. 3 viste stilling for å forspenne hvert kamelement 22 mot den tilbaketrukne posisjon vist på samme tegning. Det skal forstås at overflaten. 56 vil være tilstrekkelig fjernt eller adskilt fra vektarmflaten. 44 til å gjøre det mulig for kamelementene 22^ å innta de tilbaketrukne stillinger når de beveges til den bakre posisjon. Hylseflaten 56 tjener på den annen side til kontakt med vektarmflåtene 44 når hylsen 50 beveges fremover mot den på fig. 1 viste posisjon,

for å forspenne hvert kamelement 22 mot den utstrakte og låste posisjon vist på samme tegning, idet det skal erkjennes at flaten 54 vil være tilstrekkelig fjernet fra nevnte vektarmflate 42

på dette tidspunkt til å gjøre det mulig for kamelementene 22

å innta de utstrakte stillinger. I den på fig. 1 viste utstrakte posisjon er hylseflaten 52 i kontakt med vektarmflaten 44 med begge flater samvirkende for å danne en konisk anordning som fortrinnsvis er selvlåsende. Som en beskyttende forholdsregel kan imidlertid en eller flere låseskruer 57 være løsbart skrudd gjennom hylsen 52 for inngrep med den fremre ende 48 av et kamelement 22 som vist på fig. 1. Det vil forstås at for å. sette sammen hylsen 50 og kamelementene 22 omkring kapslingén 18 er der tilstrekkelig klaring anordnet mellom den minste innvendige diameter av hylsen 50 og kapslingén 18 til å tillate hylsen 50 fritt å gli fra venstre mot høyre over spissene 58 av hver vektarmdel 26 når sistnevnte er anbragt i helt spente posisjoner som vist med brutte linjer på fig. 3.

For å bevirke aksial glidende bevegelse av hylsen 50 har foreliggende oppfinnelse anordnet egnede innstillingsorganer 60 som vist, f.eks. på fig. 1 og 3. Innstillingsorganene 60 er fortrinnsvis anordnet utvendig på koplingen 2 og er av€agbare fra samme når koplingen 2 er innstilt eller utløst alt etter tilfellet, slik at den kan anvendes for innstilling eller ut-

f}løsning av andre lignende koplinger. I denne utførelse inkluderer

innstillingsorganene 60 holdere 62 som er løsbart låst til kopleelementet 60 rundt omkretsen av dette, f.eks. i punkter betegnet med henvisningstallet 64. Dessuten er konvensjonelle hydraulisk drevne stempel- og sylinderinnretninger 66 forbundet med holderne 62 i punkter betegnet med henvisningstallet 68

og strekker seg derfra mot hylsen 50 for løsbar kontakt med denne som antydet ved svingetappen 70. Innretninger 66 tjener til selektiv bevegelse av hylsen'50 aksialt mellom en fremre posisjon som vist på fig. 1 og en bakre posisjon som vist på

fig. 3. På grunn av anordningen av kjegleformen mellom hylseflaten 52 og vektarmflaten 44 kan den kraft som påføres ved hjelp av hvert kamelement 42 på den bakre side 16, økes bare ved å øke bevegelsen fremover av hylsen' 50 for ytterligere stram-ming av hylsen 50 rundt hver vektarmflate 44. Omvendt kan den kraft som påføres ved hjelp av hvert kamelement 22 på den bakre side 16, minskes bare ved å bevege hylsen 50 bakover.

Slik oppfinnelsen er vist og beskrevet her inkluderer den også tetningsorganer 72 anbragt mellom den utvidede0del og kapslingén 18 for å gi en væsketetning mellom dem. Nærmere bestemt inkluderer tétningsorganene 72 et par aksialt adskilte ringformede elastomere tetningselementer 78~78 (fig. 4) fastholdt i spor 80-80 utformet i kapslingén 18. Sporene 80 er på sin side i forbindelse med kanalorganer 82 som gjør det mulig å påtrykke trykkvæske på pakningselementene 78 for å tvinge dem til tettende kontakt med den utvidede del 12. Det er således dannet et ringformet prøvekammer 84 mellom tetningselementene 78. Kammeret 84 er på sin side i forbindelse, med en annen kanalinnretning. 86 som gjør det mulig å føre inn trykkvæske i nevnte kammer 84 for å prøve effektiviteten av tetningselementene 78.

En alternativ utførelse av tétningsorganene er vist på fig. 5. Her er vist ringformede elastomere tétningseffeksjoner 88 . og en ringformet stiv seksjon 90 fastholdt i en fordypning 92 inne i kapslingén 18. Den stive seksjon 90 rager aksialt uten-for kanten 94 av kapslingén 18, slik at den får kontakt med kamelementene 22 når sistnevnte er i utstrakte stillinger,, og derved trykker sammen de elastomere tetningsseksjoner 88 'til tettende

kontakt med den utvidede del 12 som vist. For å prøve effektiviteten av tetningsseksjonene 88 inkluderer kapslingén 18 ytterligere ringformede elastomere tetningsseksjoner 96 og 98 anbragt på mot-

sat ta sider, av kapsl ings innsatsen 100 vist i denne utførelse. Tetningsseksjonene 96 og 98 er aksialt adskilt fra tetningsseks jonene 88 for å avgrense et ringformet prøvekammer 102

mellom dem. Kammeret 102 er i forbindelse med en.kanal 104

som gjør det mulig for kammeret 102 å bli satt under trykk på en måte som tilsvarer kammeret 84 beskrevet ovenfor.

Det vil således bemerkes at denne oppfinnelse for-syner det tekniske område med en ny og forbedret kuleledd-

type av kopling som består av et forholdsvis lite antall deler som. lett kan settes sammen og betjenes. Dessuten skaffer oppfinnelsen et apparat for kopling som avhjelper de forskjellige ulemper ved de hittil kjente utførelser omtalt tidligere og som ikke desto mindre kan anvendes for å frembringe en stiv kopling mellom to rør og en kopling som gjør det mulig å fullføre en feilfri forbindelse mellom to rør.

Foreliggende oppfinnelse skal oppfattes som rent illu-strerende og for det formål å lære fagfolk på området en måte

å utføre oppfinnelsen på. Det må forstås at de former oppfinnelsen. her er vist i og beskrevet med, skal oppfattes som en foretrukket utførelse. Forskjellige forandringer kan foretas med hensyn til form, dimensjon og anordning av delene. F.eks. kan ekvivalente elementer eller materialer erstatte de som er vist og beskrevet i det foregående, deler kan vendes om og visse trekk ved oppfinnelsen kan utnyttes uavhengig av bruken av andre trekk, idet alt dette vil være klart for fagfolk på området etter å ha studert oppfinnelsen.

Claims (13)

1. Anordning som kan kople sammen endene av to. rør . og omfattende et par kopleelementer som hvert kan forbindes ved sin ene ende med enden av det ene rør, idet.et av kopleelementene til sin annen ende har festet en ringformet sfærisk utformet utvidet del med aksialt fremre og bakre, sider, og det annet kopleelement ved sin annen ende er festet til en kapsling med en del med en innvendig flate for å ta imot den sfærisk utformede fremre side av den utvidede del med tilpasset kontakt med denne, hvorved det er mulig for de sentrale akser for de respektive kopleelementer å stå skrått en vinkel i forhold til hverandre for sammenføyning av tilsvarende skråttstående rørender, tetningsorganer båret av en av de utvidede deler og kapslingén for å gi en tetning mellom dem i sammenføyd tilstand, karakterisert vedet antall kamelementer båret av kapslingén i rundt omkretsen anordnet forhold og. svingbart bevegelige mellom en tilbaketrukket stilling for å tillate kapslingens mottagende del fritt å ta imot den sfæriske fremre side av den utvidede del i til hverandre passende kontakt med samme, og en utstrakt og låst stilling for inngrep med den sfærisk utformede bakre side i et antall punkter adskilt rundt omkretsen av denne for å påvirke den utvidede del til stadig virksom kontakt med kapslingén for. å holde fast kopleelementene mot relativ aksial adskillelse, og organer for svingbar bevegelse av nevnte kamelementer mot den utstrakte og låste stilling og for å holde disse kamelementer i den låste stilling.

2. Anordning ifølge krav i,karakterisert vedstøttepunktorganer anbragt på kapslingén, og at hvert kamelement kan få kontakt med støttepunktorganene når kamelementet svingerf' mot nevnte utstrakte og låste stilling. '

3. Anordning ifølge krav 2,karakterisert ved at støttepunktorganene inkluderer en ringformet vegg anbragt rundt omkretsen av kapslingén,og at hvert nevnte kamelement inkluderer knastdel som kan få kontakt med den ringformede vegg.

4. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at de bevegende organer inkluderer en ringformet hylse som kan anbringes i omsluttende forhold omkring kamelementene for å bevirke svingebevegelse av disse mot den utstrakte og låste stilling.

5. Anordning ifølge krav 4,karakterisertved at den ringformede hylse er bevegelig aksialt i forhold til kapslingén, og at den ringformede hylse og kamelementene inkluderer kjeglef later som kan innbyrdes tilpassende kontakte hverandre, hvorved når den ringformede hylse beveger seg aksialt i én retning, vil kamelementene bli forspent mot den utstrakte og låste.stilling.

6. Anordning ifølge krav 5,karakterisertved at den ringformede hylse og kamelementene også inkluderer motsatt kjegleformede flater som med innbyrdes tilpasning kan kontakte hverandre, hvorved når den ringformede hylse beveges aksialt i den motsatte retning vil de nevnte kamelementer bli forspent mot den tilbaketrukne stilling.

7. Anordning ifølge krav 1,karakterisert, ved at den indre overflate av den mottagende del er sfærisk utformet i samsvar med den nevnte fremre side.

8. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at dé nevnte kamelementer bæres omkring kapslingén for hovedsakelig radial bevegelse mellom den tilbaketrukne og den utstrakte stilling.

9. Anordning ifølge krav 2,karakterisertved at hvert av de nevnte kamelementer i den utstrakte og låste stilling som nevnt, er adskilt fra kapslingén mellom støttepunkt-organene og stillingen hvor den bakre side er i inngrep.

10.. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at tétningsorganene holdes av kapslingén og strekker seg aksialt utover fra denne for kontakt med hvert av de nevnte kamelementer i den utstrakte og låste stilling, hvorverd tétningsorganene sammentrykkes mellom den utvidede del og kapslingén forutsatt væsketett tetning mellom dem.

11. Anordning ifølge krav 10,karakterisert) ved at tétningsorganene inkluderer ringformede elastomere og stive seksjoner, hvilken stive seksjon kan anbringes mellom nevnte elastomere seksjon og nevnte kamelementer når sistnevnte er i den utstrakte og låste stilling.

12. Anordning ifølge krav 11,karakterisertved at tétningsorganene dessuten inkluderer en annen ringformet elastomer tetningsseks jon aksialt adski.lt fra den førstnevnte elastomere seksjon og som avgrenser et ringformet prøve-kammer mellom dem, og kanalorganer som står i forbindelse med nevnte prøvekammer for innføring av trykkvæske i kammeret for å prøve de elastomere seksjoner.

13. Anordning ifølge krav 4,karakterisertved at den ringformede hylse og kamelementene inkluderer med innbyrdes tilpasning kontaktende kjegleflater som samvirker for å danne en selvlåsende forbindelse i nevnte.utstrakte stilling.