DK148499B - Hydraulisk boltstraekningsapparat - Google Patents

Description

i 148499

Den foreliggende opfindelse angår et hydraulisk boltstrækningsapparat af den i krav l's indledning angivne art. Et sådant apparat anvendes til tilspænding af møtrikker, således at en møtrik kan fastspændes på en 5 skruebolt eller et andet maskinelement med gevind på en sådan måde, at der opstår en forud fastlagt spænding i bolten.

Der er mange tilfælde, hvor de sædvanlige metoder til fastspænding af en møtrik på en skrue, d.v.s. ved hjælp 10 af en skruenøgle, viser sig at være utilfredsstillende eller meget vanskelig, f.eks. hvis møtrikkerne og skruerne er af stor størrelse, således som de forekommer ved kemiske anlæg og olieledninger beliggende på havbunden. I sådanne tilfælde anvendes et værktøj til at for-15 spænde skruen, således at møtrikken forholdsvis let kan drejes. Et kendt værktøj af denne art består af et ringformet hydraulisk stempel, som skruen kan rage igennem, et sædvanligvis rørformet afstandsstykke til at huse en møtrik, der er skruet på skruen, og tilpas-20 set til at befinde sig mellem en side af det nævnte stempel og en overflade, hvorimod møtrikken kan fastspændes, og et trækorgan i form af en hjælpemøtrik, som er skruet på skruen, indtil den støder an mod den anden side af stemplet. Når stemplet aktiveres, frem-25 bringes en forspænding i skruen, og afstandsstykket er således anbragt, at man har adgang til møtrikken på passende måde, så den kan drejes.

Når der skal anvendes høje tryk, f.eks. på over 35.000 2 KN/m , er simple konventionelle hydrauliske stempelpak- 2 30 ninger upålidelige. Ued tryk på 70.000 KN/m og derover er der en betragtelig risiko for udsivning forbi pakningen, og det er ikke usædvanligt, at pakningen bliver ekstruderet mellem stemplet og dets tilhørende cylinder- 2 148499 væg. Eksempler på sådanne konventionelle pakninger kendes fra USA-patentskrift nr. 3 301 297, tysk patentskrift nr. 961 759 og tysk offentliggørelsesskrift nr.

2 052 788.

5 Denne risiko for udsivning af det hydrauliske fluidum er blevet nedsat til et minimum i et boltstrækningsapparat, der kendes fra britisk patentskrift nr. 991 783, og hvori der anvendes en rørformet pakning, som indeholder det hydrauliske fluidum. Dette kendte apparat 10 har imidlertid den ulempe, at stempelvandringen er me get begrænset, og som følge heraf vil det, når møtrikken, under påskruningen ved hjælp af apparatet skal bevæges et væsentligt stykke i skruens aksialretning, være nødvendigt at gennemføre operationen i en række 15 på hinanden følgende trin, hvorunder apparatet skal genindstilles, hver gang stemplet når til afslutningen af sin vandring.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe et hydraulisk boltstrækningsapparat af den indledningsvis angiv-20 ne art, hvorved der kan opnås en forholdsvis lang stem pelvandring, så tilspændingen af møtrikken kan udføres under et enkelt operationstrin, uden at der i apparatet er risiko for udsivning af det hydrauliske fluidum forbi pakningen, eller risiko for at pakningen bliver eks-25 truderet imellem stemplet og cylindervæggen.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at det indledningsvis angivne apparat er ejendommeligt ved det i krav l's kendetegnende del angivne.

Med dette apparat kan man først og fremmest opnå en 30 forholdsvis lang vandring på f.eks. mindst 20 mm, såle des at apparatet ikke er behæftet med den fra britisk patentskrift nr. 991 783 kendte ulempe. Desuden undgås 148499 3 de væskeudsivningsproblemer og den risiko for paknings-ekstrudering, som de fra de øvrige trykskrifter kendte apparater er behæftet med, når der anvendes høje tryk.

Eftersom pakningsringens effektive trykflade har et 5 mindre areal end den indvendige dels trykflade, bliver pakningsringens materiale under trykpåvirkningen ekspanderet i radialretningen og pakker derved med voksende tryk tættere mod udsivning af fluidet i kammeret under samtidig overførsel af trykket til den udvendige 10 stempeldel.

Apparatet er fortrinsvis udformet som angivet i krav 2, hvorved pakningsmaterialet allerede er forspændt og derved ekspanderet før tilvejebringelsen af det hydrauliske tryk. Herved sikres pakningsringens tæthed 15 også i begyndelsestilstanden, når hydrauliktrykket end nu ikke er tilvejebragt.

Denne forspænding kan på simpel måde tilvejebringes som angivet i krav 3 eller den kan alternativt tilvejebringes som angivet i krav 4.

20 Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, hvorpå: fig. 1 viser et hydraulisk boltstrækningsapparat ifølge opfindelsen, set fra siden og delvis i tværsnit, fig. 2 viser en del af udførelsesformen fra fig. 1, 25 og fig. 3 viser en anden udførelsesform ifølge opfindelsen, hvor apparatet er indbygget i en møtrik, delvis vist i tværsnit.

Med henvisning til fig. 1 omfatter apparatet et ringfor- 4 148499 met legeme 10 udstyret med et ringformet kammer 12, hvortil der kan indføres hydraulisk olie gennem et indløb 14. I kammeret 12 findes et ringformet stempel, der består af en indvendig del 16 i form af en stiv 5 støttering 16 og en udvendig del 18, hvorimellem der er fastgjort en pakningsring 20. Delene 16 og 18 er sammenkoblet ved hjælp af flere ækvidistante forspændte skruer 24 (kun én er vist), som er ført gennem åbninger i pakningsringen 20. Skruerne 24 er skruet ind 10 i åbninger i delen 16, og deres hoveder 26 er således anbragt, at de kan tilspænde den ydre del 18 uden at overføre væsketrykket i kammeret 12 til den ydre del.

Således vil den kraft, som skabes af den hydrauliske olie, overføres fra den indvendige del 16 til den ud-15 vendige del 18 via pakningsringen 20, og tilstedeværel sen af åbningerne i ringen 20 udgør et ikke-understøt-tet areal svarende til åbningernes tværsnitsareal. Da pakningsringen har et effektivt areal, som er mindre end stemplets, vil det hydrauliske tryk medføre, at 20 den komprimeres aksialt med følgende radiale ekspansi on, således at der opstår en tæt pakning mellem kammervæggene .

For at reducere enhver tilbøjelighed for ringen 20 til at presses op langs siderne af stemplet under indvirk-25 ning af det hydrauliske tryk, er der udformet en reces 21 i den udvendige stempeldel 18. For ligeledes at forhindre muligheden for olielækage forbi ringen i begyndelsesstadiet af olietilførselen kan spændeskruerne 24 anvendes til at presse ringen 20 sammen til opnåel-30 se af en tætning med kammervæggene. Virkningen af at dreje skruerne 24 i tilspændingsretningen er således at trække den indvendige og den udvendige stempeldel 16, 18 imod hinanden og derved komprimere ringen 20 i aksial retning, således at denne ekspanderer i radial 33 retning.

5 148499

Fig. 1 viser det omhandlede værktøj under drift. Henvisningsbetegnelsen 40 angiver en overflade af f.eks. en flange, hvorimod møtrikken 41, skruet på bolten 44, skal spændes fast. Møtrikkens flader er udboret ved 5 46 til optagning af en ters (ikke vist). I stedet kan en krave, der passer omkring møtrikken, være udboret på denne måde. Møtrikken er optaget inde i et hovedsageligt rørformet afstandsstykke 48, hvormed legemet 10 er forbundet. En spalte 52 er tilvejebragt i væggen 10 af afstandsstykket 48 for at tillade operativ adgang til møtrikken 41 ved hjælp af tersen. Enden af bolten er forsynet med en trækmøtrik 54, som omfatter en bøsning 56, der rager ind i den centrale åbning i legemet 10. Ved anvendelsen er apparatet i begyndelsesstillin-15 gen kontraheret, og møtrikken 54 er skruet på bolten, indtil møtrikken 54 ligger an imod stemplet. Apparatet spændes derefter ved tilførsel af olie til kammeret 12, således at bolten strækkes, så møtrikken 41 let kan drejes. Ved progressivt at udstrække apparatet kan 20 møtrikken 42 således spændes i den ønskede grad.

Fig. 2 illustrerer tydeligere enkeltheder ved recessen 21. Tætningsringen 20 er anbragt i recessen eller rillen 21 i den udvendige stempeldel. Sidevæggene i rillen 21 er tilnærmelsesvis keglestubformede med en smig mod 25 i det væsentlige lineære kanter og er således formet, at de vil afbøje elastisk ved radiær ekspansion af den elastomere ring, når denne udsættes for et højt tryk, således at de lineære kanter af sidevæggene bringes i nær kontakt med kammervæggene, uden at pakningsmate-30 rialet har tilbøjelighed til at presses ud langs sider ne af stempeldelen 18. For yderligere at forøge en sådan afbøjning har delen 18 en reduceret bredde, som angivet ved henvisningsbetegnelsen 66, i det mindste i nærheden af bunden af rillen 21, således at der opstår 35 zoner 64 med reduceret bredde, om hvilke sidevæggene 6 148499 har tilbøjelighed til at bøjes.

Fig. 3 illustrerer en møtrik, hvori den omhandlede anordning er indbygget, idet de forskellige dele er identificeret ved samme henvisningsbetegnelse i fig. 1, 5 2 og 3. I det foreliggende tilfælde er kammeret 12 ind bygget i selve legemet 70, som udgør møtrikken. Mellemlægsplader 72 anvendes til at udfylde mellemrummet, som er opstået ved strækning af skruen. I udgangsstillingen bliver møtrikken således skruet på bolten, ind-10 til møtrikken ligger an.imod flangen. Apparatet stræk kes derefter ved tilførsel af olie til kammeret 12 til strækning af bolten, og strækningen optages ved indføring af en eller flere mellemlægsplader 72 mellem møtrikken og flangen.

15 Opfindelsen kan modificeres på forskellig måde i for hold til de illustrerede udførelsesformer; f.eks. kan man i stedet for at anvende indstillingsorganerne 24 forbinde de indvendige og udvendige dele ved et eller flere fremspring på delen 16, som rager ind i udborin-20 ger eller recesser i delen 18, men uden at støde mod bunden heri. Sådanne fremspring kan f.eks. udformes som en eller flere ribber på delen 16, som rager ind i tilsvarende spalter i delen 18.

Claims (3)

148499

1. Hydraulisk boltstrækningsapparat til brug ved til-spænding af møtrikker omfattende et ringformet legeme (10), et ringformet stempel (16, 18) monteret koncentrisk og aksialt forskydeligt i legemet (10) således, 5 at apparatet kan omslutte en møtrik eller en bolt (41, 44), og et ringformet kammer (12) imellem modstående radiale flader på legemet (10) og stemplet (16, 18) til indføring af væske under tryk, hvilket stempel omfatter en indvendig del (16) med en trykflade, som ud-10 sættes for tryk fra fluidet i kammeret (12), en hen imod og bort fra den indvendige del (16) bevægelig udvendig del (18), hvortil fluidumtrykket overføres via nævnte indvendige del (16), og en mellemliggende pakningsring (20) af et fast, i det væsentlige ukomprimer-15 bart materiale, som er anbragt i en fordybning (21) eller rille i den udvendige stempeldel (18), kendetegnet ved, at pakningsringens (20) effektive trykflade har et mindre areal end den indvendige dels (16) trykflade, således at trykket i pakningsringen 20 hele tiden er større end fluidumtrykket i kammeret (12).

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at pakningsmaterialet (20) er forspændt i radial retning uafhængig af det hydrauliske tryk.

3. Apparat ifølge krav 1 og 2, kendetegnet 25 ved, at der i pakningsringen (20) findes en eller fle re åbninger, således at det effektive areal er mindre end arealet af inderfladen af stemplet (16), og at den indvendige stempeldel (16) er forbundet med den udvendige stempeldel (18) gennem reguleringselementer (24), 30 som kan påvirkes til at trække stempeldelene (16, 18) sammen til opnåelse af aksial kompression og deraf føl-