SE467064B - Kopplingsanordning foer taetande axiell hopkoppling av tvaa tryckkaerlsdelar - Google Patents

Description

467 064 10 15 20 25 30 35 nämnda slaget kan komma att utsättas är mycket höga, exempelvis av storleksordningen 160 bar eller mer, och tryckkärlens dimensioner kan vara mycket stora, blir ocksa dimensionerna pà de kopplingsbultar som erford- ras för hopkopplingen mycket stora. Detta har medfört att de arbetsoperationer som erfordras för öppning re- spektive för tillslutning av tryckkärlet är komplice- rade och tidskrävande. Som exempel kan nämnas att den tidrymd som kan ätgá för tillslutning respektive öpp- ning av ett stort tryckkärl av ifrågavarande slag kan röra sig om ett à tvá dygn.

För att vid tryckkärl av ifrågavarande slag und- vika olägenheterna med axiell hopkoppling med hjälp av bultförband har också utvecklats ett kopplingsarrange- mang, vid vilket kopplingsflänsarna anpressas mot va- rande med hjälp av halvcirkelformiga, de báda kopp- lingsflânsarna omgripande kopplingsringar, vilka vid radiell hopspänning mot varandra anpressar de båda kopplingsflänsarna mot varandra. De båda kopplings- flänsarna är utformade med ett radiellt utàt avsmal- nande, kilformigt tvärsnitt för samverkan med ett mot- svarande spár i de bada halvcirkelformade kopplings- ringarna. Vid hopspänning av kopplingsringhalvorna mot varandra anpressas sàlunda kopplingsflänsarna mot var- andra genom kilverkan. Även om det sistnämnda kopp- lingsarrangemanget medför betydande tidsbesparingar jämfört med axiell hopkoppling medelst bultförband, är det också behäftat med vissa olägenheter. Eftersom de av det invändiga övertrycket alstrade axiella krafter- na påverkar den sfäriska gaveln i riktning bort fràn tryckkärlet i övrigt, pâverkas kopplingsflänsarna av axiella krafter vilka strävar att sära flänsarna och därmed att utöva mindre anpressningskraft pà de mellan flänsarnas kopplingsytor anordnade ringformiga pack- ningarna. Detta medför stora krav pà packningarnas 10 15 20 25 30 35 467 064 tätningsförmåga. De axiella krafter vilka verkar i kopplingsytorna mellan kopplingsflänsarna och de halv- cirkelformiga kopplingsringhalvorna ger, till följd av den radiellt utåt avsmalnande kilformiga sektionen hos flänsarna, upphov till radiellt utåtriktade kraftkom- posanter, vilka strävar att sära kopplingsringhalvor- na. Ovan nämnda omständigheter har därför visat sig kunna medföra svårigheter att uppnå en tillfredsstäl- lande tätning, och dessa svårigheter accentueras ju högre det invändiga tryck är, för vilket tryckkärlet utsättes.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att åstadkomma en kopplingsanordning av inledningsvis nämnt slag vid vilken ovan nämnda olägenheter med de tidigare kända kopplingsanordningarna undvikes eller minskas i hög grad. Uppfinningen har vidare till ända- mål att åstadkomma en kopplingsanordning av det nämnda slaget vid vilken de av övertrycket orsakade krafterna samverkar för säkerställande av en ökad tätningsförmå- ga hos tätningarna vid ökande inre övertryck. Uppfin- ningen har vidare till ändamål att åstadkomma en kopp- lingsanordning vid vilket ovan nämnda fördelar uppnås utan att kopplingsoperationen försvåras.

Ovan angivna ändamål uppnås genom ett utförande i enlighet med efterföljande patentkrav.

Uppfinningen beskrives i det följande i anslut- ning till ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka - fig 1 är en schematisk perspektivvy av ett tryck- kärl försett med en kopplingsanordning enligt uppfin- ningen, med tryckkärlet i öppet läge för insättning eller uttagning av ett provobjekt, - fig 2 är en sidovy av ett tryckkärl i vilket kopplingsanordningen enligt uppfinningen utnyttjas, varvid tryckkärlets sfäriska änddel visas i icke kopp- 467 G64 10 15 20 25 30 35 lat läge, - fig 3 är en ändvy tagen sà som visas med pilarna A-A i fig 2, med kopplingsringhalvorna särade, - fig 4 är en sidovy av tryckkärlet enligt fig 1 med tryckkärlets bada delar hopkopplade med varandra, - fig 5 är en ändvy av behàllaren enligt fig 4, ta- gen sá som visas med pilarna B-B i fig 4, - fig 6 är ett tvärsnitt genom kopplingsanordningen enligt uppfinningen med tryckärlets bàda delar hop- kopplade med varandra, figurerna 7-11 illustrerar nägra kopplingssekven- ser vid hopkoppling respektive vid frikoppling av tryckkärlsdelarna.

Figurerna 1 till 5 visar ett cylindriskt tryck- kärl 1 som uppbäres pà ett underlag medelst kraftiga fundament 2. Den cylindriska behàllaren 1 är vid sin ena ände genom svetsning stelt förbunden med en sfä- risk änddel 3. Det cylindriska tryckkärlet 1 är vid den motsatta änden utformat med en ringformig kopp- lingsfläns 4 för hopkoppling med en motsvarande kopp- lingsfläns 5 pà en med tryckkärlet 1 hopkopplingsbar sfärisk änddel 6. Den sfäriska änddelen 6 uppbäres me- delst ett ej närmare visat arrangemang sä att den kan svängas ut i sidled sà som visas i fig 1 och därvid helt frilâgga omradet framför tryckkärlets öppning.

Figurerna 2 till 4 visar den sfäriska änddelen 6 in- svängd till ett läge med änddelens 6 ändyta parallell med det cylindriska tryckkärlets 1 ändyta, varvid den sfäriska änddelen 6 uppbäres pá ett framför tryck- kärlsöppningen anordnat bärstativ med ej närmare visa- de axiella gejdstyrningar för axiell förskjutning av änddelen 6 i axiell riktning mot eller fràn det cy- lindriska tryckkärlets 1 öppning.

I kopplingsomràdet för hopkoppling av änddelen 6 med änden av det cvlindriska tryckkärlet 1 är anordnat 10 15 20 25 30 35 467 064 ett kopplingsomrädet inneslutande, vertikalt stativ 7 i vilket en övre halvcirkelformig kopplingsring 8 och en nedre halvcirkelformig kopplingsring 9 uppbäres förskjutbara mot och frän varandra medelst kraftdon 10. I figurerna 1 och 3 visas kopplingsringhalvorna 8, 9 åtskilda frän varandra, och fig 5 visar nämnda kopp- lingsringhalvor hopförda mot varandra, därvid omgri- pande kopplingsflänsarna 4 och 5.

Dä en tryckprovning skall utföras, svänges den sfäriska änddelen 6 ut i sidled till det i fig 1 visa- de läget. Det objekt som skall utsättas för tryckprov, t ex en minifarkost för undervattensbruk, införes där- efter i det cylindriska tryckkärlet. Den sfäriska änd- delen 6 bringas därefter att inta det läge som illu- streras i fig 2, varefter änddelen 6 medelst icke vi- sade kraftdon förskjutes axiellt till anliggning mot änden av det öppna tryckkärlet 1. Kopplingsringhalvor- na 8, 9 förskjutes därefter mot varandra till läsin- grepp mellan de mot varandra anliggande kopplingsflän- sarna 4 och 5. Tryckkärlet 1 fylles därefter med vät- ska, företrädesvis vatten, som medelst ett ej visat tryckaggregat bibringas det önskade trycket, som kan vara mycket högt, exempelvis 160 bar eller högre. Dä tryckprovningen avslutats, avlastas vätsketrycket var- efter behållaren tömmes pà vätska. Den sfäriska ändde- len 6 losskopplas därefter frän det cylindriska tryck- kärlet 1 och bringas inta det i fig 1 visade läget, varefter provningsobjektet kan uttagas ur tryckkärlet 1.

Kopplingsanordningen enligt uppfinningen med de i denna ingàende komponenterna beskrives närmare i an- slutning till figurerna 6-11.

Tryckkärlsdelen 1 är vid sin öppna ände utformad med en ringformig kopplingsfläns 4 med ett i huvudusak rektangulärt tvärsnitt. Den ringformiga kopplingsflän- 10 15 20 25 30 35 467 064 ett kopplingsomrädet inneslutande, vertikalt stativ 7 i vilket en övre halvcirkelformig kopplingsring 8 och en nedre halvcirkelformig kopplingsring 9 uppbäres förskjutbara mot och frän varandra medelst kraftdon 10. I figurerna 1 och 3 visas kopplingsringhalvorna 8, 9 åtskilda frän varandra, och fig 5 visar nämnda kopp- lingsringhalvor hopförda mot varandra, därvid omgri- pande kopplingsflänsarna 4 och 5.

Dä en tryckprovning skall utföras, svänges den sfäriska änddelen 6 ut i sidled till det i fig 1 visa- de läget. Det objekt som skall utsättas för tryckprov, t ex en minifarkost för undervattensbruk, införes där- efter i det cylindriska tryckkärlet. Den sfäriska änd- delen 6 bringas därefter att inta det läge som illu- streras i fig 2, varefter änddelen 6 medelst icke vi- sade kraftdon förskjutes axiellt till anliggning mot änden av det öppna tryckkärlet 1. Kopplingsringhalvor- na 8, 9 förskjutes därefter mot varandra till läsin- grepp mellan de mot varandra anliggande kopplingsflän- sarna 4 och 5. Tryckkärlet 1 fylles därefter med vät- ska, företrädesvis vatten, som medelst ett ej visat tryckaggregat bibringas det önskade trycket, som kan vara mycket högt, exempelvis 160 bar eller högre. Dä tryckprovningen avslutats, avlastas vätsketrycket var- efter behållaren tömmes pà vätska. Den sfäriska ändde- len 6 losskopplas därefter frän det cylindriska tryck- kärlet 1 och bringas inta det i fig 1 visade läget, varefter provningsobjektet kan uttagas ur tryckkärlet 1.

Kopplingsanordningen enligt uppfinningen med de i denna ingàende komponenterna beskrives närmare i an- slutning till figurerna 6-11.

Tryckkärlsdelen 1 är vid sin öppna ände utformad med en ringformig kopplingsfläns 4 med ett i huvudusak rektangulärt tvärsnitt. Den ringformiga kopplingsflän- 10 15 20 25 30 35 467 064 kopplingshylsan 15 in i kopplingsflänsen 4 i anligg- ning mot dess inneryta. Kopplingshylsan 15 är vid sin in i kopplingsflänsen 5 inskjutande ände utformad med mindre diameter än innerdiametern för kopplingsflänsen 5 för bildning av en ansats 16 för anliggning mot en pà kopplingsflänsens 5 inneryta utformad ringformig vulst 17, vilken begränsar kopplingshylsans 15 in- skjutningslängd i kopplingsflänsen 5. Pà den förbi nämnda vulst 17 i kopplingsflänsen 5 inskjutande delen av kopplingshylsan 15 är anordnade stoppskruvar 18, vilka tillsammans med vulsten 17 och ansatsytan 16 lá- ser kopplingshylsan 15 i axiell led eller begränsar dess axiella rörelsemöjlighet till ett minimum. Pä kopplingshylsans 15 i kopplingsflänsen 5 inskjutande del är utformat minst ett, men företrädesvis, sä som' visas i figuren, tvä ringformiga spar 19 för däri an- ordnade tätningar av O-ringtyp 20, vilka säkerställer tätningen mellan kopplingshylsan 15 och kopplingsflän- sen 5. Pä den ut ur kopplingsflänsen 5 utskjutande de- len av kopplingshylsan 15 är pà motsvarande sätt i dess ytteryta utformat minst ett, men företrädesvis sä som visas, tvá ringformiga spàr 19 för däri anordnade tätningar av O-ringtyp 20 för tätning mot kopplings- flänsens 4 inneryta, dä kopplingsflänsarna 4 och 5 förts till anliggning mot varandra.

Var och en av de halvcirkelformiga kopplings- ringarna 8, 9 har ett väsentligen rektangulärt tvär- snitt. I kopplingsringens 8. 9 inneryta är anordnat ett försänkt spàr 21, vars báda mot varandra vända be- gränsningsytor 22 har stympat konisk form och lutar i riktning mot varandra sä, att spárets 21 bredd vid dess öppning är mindre än dess bredd vid spàrets bas.

De stympat koniska begränsningsytorna 22 är utformade med samma konicitet som motsvarande stympat koniska ytor 13 pà nämnda kopplingsflänsar 4 respektive 5. 467 064 10 15 20 25 30 35 Ãndytorna för kopplingsringhalvornas tvärsnitt är planparallella och vertikala. Avståndet a mellan spä- rets 21 begränsningskanter pà den halvcirkelformade ringhalvans 8, 9 insida motsvarar avstàndet mellan de yttre begränsningskanterna för de stympat koniska kopplingsytorna pà tvà i axiell anliggning mot var- andra anordnade kopplingsflänsar 4 och 5, med tillägg av ett litet spel för möjliggörande av nedsänkning re- spektive upplyftning ur spàren 12 i nämnda kopplings- flänsar 4 respektive 5. Bredden av respektive kopp- lingsringhalva 8, 9 motsvarar väsentligen avståndet mellan de vertikala begränsningsytorna 14 i kopplings- flänsarnas 4, 5 spar 12, dä kopplingsflänsarna 4, 5 befinner sig i axiell anliggning mot varandra, med av- drag för ett litet spel för möjliggörande av införing respektive uttagning ur späret i nämnda kopplings- flänsar.

I det följande beskrives i anslutning till figu- rerna 7-11 nägra sekvenser vid hopkoppling respektive isärkoppling av tryckkärlsdelarna fràn varandra.

Fig 7 illustrerar det läge i vilket den sfäriska änddelen 6 förts till dikt anliggning mellan kopp- lingsflänsarnas kopplingsytor 11. Under denna arbets- operation befinner sig de halvcirkelformade kopplings- ringhalvorna 8 och 9 i det läge som illustreras i fi- gurerna 1 och 3. Kopplingsringhalvorna förskjutes där- efter i riktning mot varandra och kan därvid obehind- rat bringas att omgripa kopplingsflänsarna 4 och 5 sä som visas i fig 6 och 7. Ett visst spel föreligger därvid mellan begränsningsytorna 22 och 13.

Den sfäriska änddelen 6 bringas därefter att för- skjutas i riktning fràn tryckkärlsdelen 1 och med- bringar därvid, efter kontakt mellan begränsningsytor- na 22 och 13 i flänskopplingen 5 respektive i kopp- lingsringarna 8 och 9, dessa kopplingsringar i sin Ha (l 10 15 20 25 30 35 467 064 axiella rörelse, till dess anliggning mellan kopp- lingsytorna 13 och 22 i kopplingsflänsen 4 respektive kopplingsringarna 8, 9 erhällits. Man har därvid upp- nätt det läge som visas i fig 9.

Fig 9 illustrerar sälunda det läge i vilket hop- kopplingen verkställts. Tryckkärlet 1 kan därefter fyllas med vatten och försättas under inre övertryck för genomförande av det avsedda tryckprovet. Erforder- lig tätning säkerställes därvid medelst O-ringstät- ningarna 20 mellan kopplingshylsan 15 och innerytan av kopplingsflänsarna 4 respektive 5. Vid ökande tryck anpressas kopplingsringen 15 med ökande kraft mot kopplingsflänsarnas 4, 5 innerytor, vilket medför att tätningsförmàgan ökar. De kraftkomposanter som uppträ- der i begränsningsytorna 13 och 22 strävar ocksä att anpressa kopplingsanordningens tätningsytor mot var- andra.

Dä tryckprovningen slutförts, avlastas trycket i tryckkärlet, som därefter tömmes pä vatten. Den sfä- riska änddelen 6 bringas därefter att förskjutas i riktning mot tryckkärlsdelen 1 och bringar, efter övervinnande av spelet mellan begränsningsytan 14 i kopplingsflänsen 5 och kopplingsringens 8, 9 ändyta, kopplingsringarna 8, 9 att förskjutas axiellt, till dess det läge uppnàtts som illustreras i fig 11, vilket medger vertikal förskjutning av de halvcirkel- formiga kopplingsringhalvorna 8, 9 i riktning frän varandra ur ingrepp med kopplingsflänsarna 4 respekti- ve 5. Den sfäriska änddelen 6 kan därefter förskjutas axiellt fràn tryckkärlsdelen 1 samt svängas ut till det i fig 1 illustrerade läget.

Claims (6)

467 064 10 15 20 25 30 35 10 PATENTKRAV

1. Kopplingsanordning för tätande hopkoppling i axi- ell led av tvà tryckkärlsdelar (1, 6) med cirkulärt tvärsnitt, varvid varje tryckkärlsdel (1) vid sin för hopkoppling avsedda ände är utformad med en ringformig kopplingsfläns (4) för hopkoppling med motsvarande kopplingsfläns (5) pà den andra tryckkärlsdelen (6), varvid nämnda kopplingsflänsar pà sina fràn varandra vända sidor är utformade med ringformiga, stympat ko- niska kopplingsytor för samverkan med motsvarande stympat koniska kopplingsytor utformade invändigt i tvá, nämnda kopplingsflänsar omgripande, halvcirkel- formiga kopplingsringhalvor (8, 9), vilka är anordnade att genom radiell hopspänning mot varandra, via nämnda kopplingsflänsar (4, 5) läsa de bàda tryckkärlsdelarna (1, 6) i förhållande till varandra, med tryckkärlsde- larna i tätande samverkan med varandra, k ä n n e - t e c k n a d av att kopplingsflänsarnas (4, 5) stym- pat koniska kopplingsytor (13) är riktade snett uppàt-utát i förhållande till det vertikala kopplings- planet (11) mellan tryckkärlsdelarna (1, 6), varvid i innerytan av var och en av nämnda bada halvcirkelfor- made kopplingsringhalvor (8, 9) är utformat ett ring- formigt, försänkt spàr (21), vars mot varandra vända begränsningsytor (22) har stympat konisk form, med samma konicitet som koniciteten hos motsvarande kopp- lingsytor (13) pä nämnda kopplingsflänsar (4, 5), för samverkan med dessa vid hopkoppling av nämnda tryck- kärlsdelar, samt att en av nämnda tryckkärlsdelar (6) pà insidan av tillhörande kopplingsfläns (5) är för- sedd med en mot dess inneryta tätande och till kopp- lingsflänsen (5) infäst rörformig kopplingshylsa (15), som skjuter ut axiellt utanför kopplingsflänsen, varvid mellan kopplingshylsan (15) och kopplingsflän- 10 15 20 25 30 35 467 0642 11 sarna (4: 5) är anordnade tätningsorgan (20).

2. Kopplingsanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kopplingsflän- sar vardera utgöres av en med tryckkärlsdelens (1, 6) ände förbunden ring (4, 5) med samma innerdiameter som tryckkärlets innerdiameter, varvid i ringens (4, 5) ytteryta är anordnad en urtagning (12), vars närmast kopplingsflänsens vertikala kopplingsyta (11) belägna begränsningsyta (13) har stympat konisk form, varvid urtagningens (12) bredd vid toppen är större än dess bredd vid urtagningens (12) bas.

3. Kopplingsanordning enligt nàgot av patentkraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att var och en av nämnda kopplingsringhalvor (8, 9) utgöres av en halvcirkelformad ring med väsentligen rektangulärt tvärsnitt, i vars invändiga yta är anordnat ett för- sänkt spàr (21), vars báda mot varandra vända begräns- ningsytor (22) har stympat konisk form och lutar i riktning mot varandra sä, att spárets (21) bredd vid dess öppning är mindre än dess bredd vid spärets bas, varvid nämnda stympat koniska ytor (22) har samma ko- nicitet som motsvarande stympat kontiska ytor (13) pä nämnda kopplingsflänsar (4, 5). k ä n n e - t e c k n a d av att avständet (a) mellan spärets (21) begränsningskanter pá den halvcirkelformade ring- halvans (8, 9) insida motsvarar avständet (b) mellan

4. Kopplingsanordning enligt krav 3, de yttre begränsningskanterna för de stympat koniska kopplingsytorna (13) pà tvà i axiell anliggning mot varandra anordnade kopplingsflänsar (4, 5), med tillägg av ett litet spel för möjliggörande av infö- ring respektive uttagning av nämnda ringhalva ur spä- ren (12) i nämnda kopplingsflänsar (4, 5).

5. Kopplingsanordning enligt krav 4, k ä n n e - t e c k n a d' av att bredden av var och en av nämnda 467 064 10 15 20 25 30 35 12 kopplingsringhalvor (8, 9) väsentligen motsvarar av- ståndet mellan de vertikala begränsningsytorna (14) i kopplingsflänsarnas spàr (12) dà kopplingsflänsarna (4, 5) befinner sig i axiell anliggning mot varandra, med avdrag för ett litet spel för möjliggörande av in- föring i respektive uttagning av nämnda ringhalvor ur spåren (12) i nämnda kopplingsflänsar (4, 5).

6. Kopplingsanordning enligt nàgot av föregáende krav, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda rörfor- miga kopplingshylsa (15) skjuter in i den ena tryck- kärlsdelens (6) kopplingsfläns (5) och pà sin in- greppsyta med kopplingsflänsens (5) inneryta är för- sedd med minst ett ringformigt spàr (19) för en tät- ning (20) av O-ringstyp, varvid kopplingshylsan (15) medelst en eller flera stoppskruvar (17) blockeras mot axiell rörelse i kopplingsflânsen (5). .V JN