NO783187L - Hurtig utloesbar laasemekanisme for sammenkopling av to stive aakkonstruksjoner - Google Patents

Description

Hurtig løsbar låseanordnina for sammenføyning av

to stive seksjoner av et åk såsom de som anvendes for feste av et skip til en fortøyningsstasjon utenfor kysten

Et problem man støter på ved driften av oljebrønner utenfor kysten er anordningen av egnede organer for feste av et tank-skip eller annet flytende fartøy til et fortøyningspunkt under las-ting eller lossing av flytende produkter til eller fra fartøyet.

For å hindre virkelig kontakt mellom fartøyet og fortøyningspunktet er det ønskelig at forbindelsen mellom de to foregår gjennom et stivt åk-utstyr eller en fortøyningsarm. Et slikt stivt åkutstyr består av to seksjoner, hvorav den ene er festet til fartøyets baug og den annen er festet til fortøyningspunktet.

Konstruksjonen av en egnet låseanordning for hurtig utløs-ning for innbyrdes forbindelse av seksjonene i en slik åkkonstruk-sjon blir komplisert på grunn av de store dimensjoner av konstruk-sjonene, hvilket er påkrevet for å tåle aksiale og bøyekrefter med store dimensjoner, såvel som det faktum at det flytende fartøy som er gjenstand for krefter fra vind og bølger, vanligvis er i stadig bevegelse. Som en idéell løsning skulle et forbindelsessystem for slik anvendelse gi en stiv forbindelse mellom seksjonene av åket, slik at den konstruktive integritet av dette opprettholdes. Det skulle ha et låsesystem som kan tåle de krefter som søker å skille seksjonene fra hverandre, det skulle være lett løsbart når det var ønskelig og det skulle ha et feilfritt trekk som ville hindre adskillelse av skjøten i tilfelle av en svikt i krafttilførselen.

De ovennevnte betingelser oppfylles ved hjelp av låseanordningen for hurtigutløsning ifølge foreliggende oppfinnelse som er kjennetegnet ved at den omfatter en hylseformet avkortet kjegle beregnet på forbindelse ved sin minste ende med en av seksjonene,

en ring festet til omkretsen av den hylseformede kjegle ved dens store ende, hvilken ring på sin innerside er forsynt med et sam-menhengende omkretsspor, en tappformet avkortet kjegle beregnet på forbindelse ved sin store ende med den andre av de nevnte åk-konstruksjoner, idet den tappformede kjegle er innrettet for å passe nøye inn i den hylseformede kjegle, et antall tilbaketrekkbare

sikringskiler anordnet med innbyrdes avstand rundt omkretsen av den større ende av den tappformede kjegle og innrettet for å strekke seg radialt utover fra denne, idet kilene er innstilt for å tre inn i omkretssporet i ringen når den første og andre kjegle er ført tett inn i hverandre, hvorved kjeglene låses mot aksial forskyvning, en innretning for utstrekning og tilbaketrekning av sikringskilene og i lengderetningen tilbaketrekkbare organer festet til en av de nevnte kjegler for inngrep med den andre kjegle når begge kjegler ligger med samme akse tett inntil hverandre, hvilke organer kan drives i én retnig for å trekke kjeglene til sammensittende forhold og i den andre retning for å skille kjeglen fra hverandre.

Oppfinnelsen vil bedre forstås ut fra følgende detaljerte beskrivelse i forbindelse med tegningene, hvor fig. 1 er et verti-kalsnitt av en utførelse av oppfinnelsen som viser den tappformede og den hylseformede kjegle i en delvis i hverandre innpasset, men ikke låst tilstand, fig. 2 er et tilsvarende riss av den hylseformede og den tappformede kjegle i en helt i hverandre innleiret og låst tilstand, fig. 3 er en del i snitt av organene for trekking av de to kjegler mot hverandre under innfellingsprosessen, fig. 4 er et tilsvarende riss av de samme organer benyttet til å skille kjeglene etter at de er utløst, fig. 5 er en detalj sett etter linjen 5-5 på fig. 3 og viser funksjonen av den tilbaketrekkbare stav an-vendt for innfelling og adskillelse av kjeglene og fig. 6 er et snitt etter linjen 6-6 på fig. 2 og viser konstruksjonen av organene som benyttes for å drive sikringskilene.

Som vist på tegningene består låseanordningen ifølge oppfinnelsen av to samvirkende seksjoner, nærmere bestemt en avkortet hylseformet kjegle 11 med sin minste ende festet til en seksjon 12 av et åk, hvis andre ende er forbundet med en fortøyningsstasjon som ikke er vist. Samvirkende med den hylseformede kjegle 11 er en tappformet kjegle 13 som er tilsvarende avkortet og som har slike dimensjoner at den kan legge seg tett inn i den hylseformede kjegle 11 som vist på fig. 2. Den større ende av kjeglen 13 er forbundet med en ende av en seksjon 14 av åket, hvis andre ende er festet til et flytende fartøy som ikke er vist.

I forbindelsespunktet mellom seksjonen 12 og den hylseformede kjegle 11 befinner seg en innstillingsring 15 med innvendig dia- meter som har en slik størrelse at den med fin pasning mottar innstillingsflaten 16 som dekker den smale ende av den tappformede kjegle 13. I innstillingsflaten 16 og med utstrekning mot åket 12 befinner seg en "bullnose" 17 som inneholder en hydraulisk sylinder 18 inklusive en stang 19 (fig. 2) som kan strekkes ut eller trekkes tilhake ved betjening av sylinderen 18 på konvensjonell måte. Til den frie ende av stangen 19 er festet en raktangulær låseving 21 som kan dreies 90° Ved å dreie stangen 19 frembragt ved den roterende drivanordning 22.

Inne i åket 12 i en avstand fra enden av dette og innenfor rekkevidden av forlengelsen av stangen 19 befinner seg en låseplate 23 med en sentral rektangulær åpning 24 (se fig. 5). Åpningen 24

har en dimensjon som er noe større enn den rektangulære låseving 21 festet til enden av stangen 19 og er slik orientert (f.eks. med sin lengste dimensjon utstrakt horisontalt) at når vingen 21 er kor-rekt innstilt ved den roterende aktuator 22, vil vingen gå gjennom åpningen 24 til den andre side av låseplaten 23 når stangen 19 strekkes ut i retning fremover ved hjelp av sylinderen 18. Etter pas-sering gjennom platen 23 kan vingen 21 dreies ca. 90° ved hjelp av aktuatoren 22, slik at den nå strekker seg tvers over åpningen 24 som vist med brutte linjer på fig. 5.

Den større ende av den hylseformede kjegle 11 omgis av en hylseformet slisset ring 26, hvis innerside er forsynt med et sam-menhengende omkretsspor 2 7 og en kontur som er innrettet for nøy-aktig tilpasning til den ytre flate av sikringskileringen 28 på den tappformede kjegle, festet til og anordnet rundt den store ende av denne kjegle 13 (fig. 2). Sammenpasningen av den tappformede og den hylseformede ring 28 og 26 gjøres lettere ved en utover for-løpende kant eller forhøyning 2 9 på den indre ring 28 som støter mot en tilsvarende utformet ansats 31 på innersiden av den ytre ring 26 når kjeglene 11 og 13 ligger helt inne i hverandre.

Anordnet med innbyrdes avstand rundt omkretsen av den indre ring 28 befinner seg et antall (8 i den foreliggende utførelse., selv om antallet kan variere for å svare til spesielle krav ) sikringskiler 32, hensiktsmessig sylindriske eller anderledes formede staver, hvis ender kan være forsynt med tverrgående forlengelser hvis nødvendig for å øke deres sikringsstyrke eller skjærstyrke. Sikringskilene 32 er bevegelig frem og tilbake inne i radialt for- løpende boringer 33 i den indre ring 28, fra en ikke låst posisjon (fig. 1), hvori den ytre ende av hver sikringskile er ved eller under den ytre flate av den indre ring 28, til en utstrakt eller låst posisjon (fig. 2), hvori sikringskilene rager inn i sporet 27 og derved låser ringene 26 og 28 og kjeglene 11 og 13 som er forbundet med samme. Sikringskilene 32 kan være sylindriske stenger, hvis ytre ender kan være forsynt med tverrgående elementer hvis nød-vendig for å øke deres skjærstyrke.

Den indre ende av hver sikringskile 32 er svingbart forbundet ved hjelp av et forbindende stangutstyr 34 som omfatter en sjakkelbolt 36, en sjakkel 37, en strekkfisk 38, en sjakkel 39, og en sjakkelbolt 41, med den sentrale ring 42 som har en åpning for å ta imot og gli på en i lengderetningen forløpende pilotaksel 43, som på sin side befinner seg på aksen for den tappformede kjegle

.13 ved hjelp av et egnet element med radiale armer, f.eks. 44 og 46. Festet til den sentrale ring 42 ved hjelp av organer som gir klar-ing for den frie ende av akselen 43 til å stikke frem gjennom den sentrale ring 42, såsom en rørseksjon 47, befinner seg den frem-

og tilbakeløpende stang 48 av sikringskilens hydrauliske sylinder 49, hvis lengst bortliggende ende er festet ved hjelp av egnede braketter og plater 51 og 52 til åket 14.

Ved hjelp av strekkfisken 38 kan den virksomme lengde mellom sjakkelboltene 36 og 41 innstilles slik at når den sentrale ring 42 glir fremover ved forlengelse av stangen 48 for sikringskilenes hydrauliske sylinder 39, blir kilene 32 trukket tilbake tilstrekkelig til å tillate frigjøring av den indre og den ytre ring 28 og 26 som vist på fig. 1. Når stangen 48 er trukket tilbake vil det forbindende stangutstyr 34 bevirke at sikringskilene 32 strekkes ut av den indre ring 28 og griper inn i sporet 27 i den ytre ring 26, hvorved kjeglene 11 og 13 låses sammen.

Som et feilfritt eller bruddsikkert trekk som vil hindre utilsiktet utløsning av" .låsen for utløsningsystemet i tilfelle av svikt i krafttilførselen, i den helt låste stilling, med stangen 48 trukket helt tilbake, er den sentrale ring 42 innstilt noe utenfor dødpunktet, dvs. den stilling hvor bevegelsen utover av sikringskilene 32 er maksimal, idet dybden av sporet 27 i den ytre ring 26 er tilstrekkelig til å oppta maksimal forlengelse av kilene i død-punktet. I den helt låste tilstand vist på fig. 2 vil eventuell ytre innoverrettet kraft som utøves på kilene 32 søke å tvinge den sentrale ring 42 til å bevege seg mot den hydrauliske sylinder 49, idet slik bevegelse er hindret på grunn av det faktum at stangen 48 er trukket helt tilbake. Følgelig blir utilsiktet tilbaketrekning av sikringskilene 32 i den låste konstruksjon hindret også når den hydrauliske sylinder 49 er avenergisert. Det er også ønskelig å forsyne de ytre ender av sikringskilene 32 med avsmalnende eller koniske flater som vist, og å gjøre veggene i sporet 27 i ringen 26 koniske for å passe til de avsmalnende flater. Under operasjonen med hurtig utløsning vil en eventuell horisontal kraft påført kilene 32 gi en innoverrettet radial komponent som bidrar til å overvinne friksjonskraften mellom hver kile 32 og dens tilhørende boring 33. På lignende måte, i låst tilstand av konstruksjonen, vil en eventuell horisontal kraft utøvet på åkseksjonene 12 og 14 frembringe en innoverrettet komponent på hver sikringskile som søker å bibeholde den låste stilling vist på fig. 2.

Oppfinnelsens funksjon foregår som følger. Under anvendelse av hvilke som helst egnede organer bringes den tappformede kjegle 13 til å tre inn i den hylseformede kjegle 11 inntil den når en delvis kontaktstilling i likhet med den vist på fig. 1. Når sam-menlegningen har fortsatt i en utstrekning innenfor rekkevidden av stangen 19 for "bullnose"-sylinderen 18, bringes låsevingen 21 pas-sende orientert ved hjelp av den roterende aktuator 22, til å gå gjennom åpningen 24 i låseplaten 23. Låsevingen 21 dreies deretter 90° ved hjelp av den roterende aktuator 22, hvilket bevirker at den

spenner over sidene av åpningen 24. Tilbaketrekning av stangen 19

i

bevirker deretter den tappformede kjegle 13 til å bli fullt i anlegg inne i den hylselignende kjegle 11 med kammen 29 på den indre ring 28 i anlegg mot ansatsen 31 på den ytre ring 26 og med innstil-lingsplaten 16 inne i innstillingsringen 15 ved den mindre ende av den hylseformede kjegle 11. På dette tidspunkt ble stangen 48 for den hydrauliske sylinder 49 for sikringskilene, hvilken var blitt skjøvet fremover for å trekke tilbake kilene 32 i den indre ring 28, trukket tilbake for å bevirke at kilene stikker frem inn i sporet 27 i den ytre ring 26 og oppnå en helt låst konstruksjon som vist på fig. 2.

For å frigjøre konstruksjonen blir låsevingen 21 dreiet ved hjelp av aktuatoren 22 for å tillate denne å bli trukket tilbake av stangen 19 på sylinderen 18 gjennom åpningen 24 i låseplaten 23. Stangen 48 for den hydrauliske sylinder 4 9 skyves fremover og bevirker at sikringskilene 32 blir trukket tilbake inn i den indre ring 28. Frigjøring av kjeglene 11 og 13 oppnås deretter ved å dreie låsevingen 21 og skyve stangen 19 for sylinderen 18 fremover til anlegg mot den nærmeste flate på låseplaten 23, hvilket skyver kjeglene fra hverandre og tillater ytterligere utløsning på en enkel måte.

Claims (6)

1. Låseanordning for sammenføyning av to stive seksjoner av et åk, karakterisert ved en hylseformet avkortet kjegle beregnet på forbindelse ved sin minste ende med en av seksjonene, en ring festet til omkretsen av den hylseformede kjegle ved dens store ende, hvilken ring på sin innerside er forsynt med et sammen-hengende omkretsspor, en tappformet avkortet kjegle beregnet på forbindelse ved sin store ende med den andre av de nevnte åk-konstruksjoner, idet den tappformede kjegle er innrettet for å passe nøye inn i den hylseformede kjegle, et antall tilbaketrekkbare sikringskiler anordnet med innbyrdes avstand rundt omkretsen av den større ende av den tappformede kjegle og innrettet for å strekke seg radialt utover fra denne, idet kilen er innstilt for å tre inn i omkretssporet i ringen når den første og andre kjegle er ført tett inn i hverandre, hvorved kjeglene låses mot aksial forskyvning, en innretning for utstrekning og tilbaketrekning av sikringskilen og i lengderetningen tilbaketrekkbare organer festet til en av de nevnte kjegler for inngrep med den andre kjegle når begge kjegler ligger med samme akse tett inntil hverandre, hvilke organer kan drives i Sn retning for å trekke kjeglene til sammensittende forhold og i den andre retning for å skille kjeglen fra hverandre.

2. Låseanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte innretning for utstrekning og tilbaketrekning av sikringskilene inkluderer en aksialt montert avlang pilotaksel, en sentral ring som omslutter pilotakselen og kan gli på denne, et antall forbindende stenger adskilt rundt omkretsen omkring ringen, idet en ende av hver stang er svingbart forbundet med ringen og den andre ende er svingbart forbundet med en av de nevnte sikringskiler, og organer forbundet med ringen for bevegelse frem og tilbake av denne langs pilotakselen fra en første låst posisjon hvori sikringskilene strekker seg ut over overflaten av den tappformede kjegle til en annen, ikke låst posisjon, hvori kilene er trukket tilbake.

3. Låseanordning ifølge krav 2, karakterisert ved at organene for.frem og tilbakeføring av den sentrale ring omfatter en hydraulisk sylinder med en utstrekkbar og tilbaketrekkbar stang forbundet med ringen.

4. Låseanordning ifølge krav 3, karakterisert ved at i låst stilling av sikringskilene er stangen trukket helt tilbake og den sentrale ring har passert dødpunktstillingen for de forbindende stenger festet til samme, hvorved bevegelse innover av sikringskilene som følge av en utvendig innoverrettet kraft påført disse hindres ved hjelp av stangen.

5. Anordning ;ifølge krav 2, karakterisert ved ■ en andre ringformet ring festet til omkretsen av ,den tappformede kjegle, hvilken andre ring er forsynt med et antall radiale boringer som hver omslutter en av sikringskilene.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at den ytre ende av hver sikringskile har en konisk flate og veggene i omkretssporet er tilsvarende skrå for å motta kilene.