Изолирующее устройство для использования с устройством проникающего типа в окружающей среде высокого давления, система для диэлектрической изоляции между устройством проникающего типа и сосудом под давлением в окружающей среде высокого давления и способ установки изолирующего устройства между устройством проникающего типа и сосудом под давлением
Изобретение относится к подводным сосудам под давлением. Изолирующее устройство для использования с устройством проникающего типа в окружающей среде высокого давления, содержащее центральный цилиндрический участок, изготовленный из термопластика и имеющий внутренний диаметр для приема верхнего участка устройства проникающего типа, и нижний внутренний фланцевый участок, изготовленный из термопластика и присоединенный к нижнему участку центрального цилиндрического участка. Нижний внутренний фланцевый участок образует отверстие для приема нижнего участка устройства проникающего типа. Диаметр нижнего участка устройства проникающего типа меньше, чем диаметр его верхнего участка. Техническим результатом является уменьшение эффекта гальванической коррозии возле устройств проникающего типа, проходящих через стенку подводного сосуда под давлением. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в общем относится к подводным сосудам под давлением, а, в частности, к конструкции изолирующих устройств для устройства проникающего типа для таких сосудов под давлением.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Устройства проникающего типа обычно представлены соединителями, используемыми для передачи сигналов через наружную стенку подводного сосуда под давлением, и выполнены с возможностью установки таким способом, чтобы поддерживать герметичное уплотнение между соединителем и сосудом под давлением.
Соединители, имеющие алюминиевые корпусы соединителя, часто используют на стенках таких подводных сосудов под давлением для подавления гальванической коррозии.
Например, из US 4714145 известен герметичный электрический соединитель проходящего насквозь типа, содержащий соединительный стержень, проходящий через изоляционный блок в металлической оболочке. Уплотнения между стержнем и внутренним каналом на конце высокого давления изоляционного блока и между изоляционным блоком и металлической оболочкой на конце высокого давления припаяны с обеспечением герметичности.
Из US 2838596 известно влагонепроницаемое уплотнение для электрического проводника, проходящего через перегородку, отделяющую камеру с низким давлением от области с более высоким давлением. Уплотнение содержит втулку, запрессованную в посадочное место в перегородке, причем между втулкой и перегородкой обеспечен промежуточный слой металла, достаточно мягкий, чтобы течь под воздействием высокого давления с обеспечением удерживания втулки на месте на счет оказываемого давления.
Из US 2005202720 известен герметичный прижимной соединитель, который обеспечивает герметичное электропроводящее соединение в перегородке. Указанный герметичный прижимной соединитель является наиболее близким аналогом настоящего изобретения. Прижимной соединитель содержит поперечный опорный элемент, в котором выполнен проход между его противоположными сторонами. Через проход проходит проводящий стержень, осевой участок которого окружен изолирующей втулкой, а его центральная часть окружена формованным соединительным корпусом с одной из противоположных сторон с обеспечением механической поддержки проводящего стержня в проходе.
Однако такие соединители имеют ограниченный срок эксплуатации и ограниченную эксплуатационную надежность. В одном альтернативном решении для изоляции материала аппарата, находящегося под давлением, от материала корпуса соединителя используют покрытия на сосуде под давлением или на корпусе соединителя. Однако такие покрытия имеют ограниченный срок эксплуатации и, следовательно, ограниченную временем эффективность. Также, покрытия могут приводить к дополнительным проблемам, связанным с уплотнением между аппаратом, находящимся под давлением, и соединителем, например, уплотнение может препятствовать О-образным кольцам или другим типам прокладок, расположенным между сосудом под давлением и соединителем. В другом альтернативном решении сосуд под давлением может быть изготовлен из не алюминиевых гальванически инертных материалов. Однако такие гальванически инертные устойчивые к коррозии металлические материалы, например, нержавеющая сталь, инконель, титан, являются более тяжелыми и дорогостоящими, чем алюминий. Конструкция эффективного автономного необитаемого подводного аппарата (один тип подводного сосуда под давлением) требует максимального снижения общего веса.
Известные соединители имеют определенный размер, в результате чего возникают ограничения толщины стенки сосуда под давлением или требуется рассверливание на внутреннем участке сосуда под давлением. Толщина стенок промышленных готовых соединителей не соответствует сосудам под давлением, разработанным для глубоководного применения. Дополнительно, применение рассверливания может приводить к локализированным участкам концентрации напряжения в стенке сосуда под давлением возле участка рассверливания, в результате чего возможен износ металла и последующее сокращение срока эксплуатации такого сосуда под давлением.
Следовательно, в области техники существует необходимость в улучшенной системе и способе уменьшения эффекта гальванической коррозии возле устройств проникающего типа (например, соединителей), проходящих через стенку подводного сосуда под давлением.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации предложено изолирующее устройство для использования с устройством проникающего типа, установленным в сосуде под давлением в окружающей среде высокого давления. Изолирующее устройство изготовлено из высококачественного термопластика с низкими характеристиками ползучести и содержит центральный цилиндрический участок и внутренний нижний фланцевый участок. Центральный цилиндрический участок имеет внутренний диаметр для приема верхнего участка устройства проникающего типа. Нижний внутренний фланцевый участок присоединен к нижнему участку центрального цилиндрического участка и образует отверстие для приема нижнего участка устройства проникающего типа, диаметр нижнего участка устройства проникающего типа меньше, чем диаметр его верхнего участка. Изолирующее устройство может также содержать верхний наружный фланцевый участок, присоединенный к верхнему участку центрального цилиндрического участка. Дополнительно, верхний наружный фланцевый участок может содержать по меньшей мере одно стыковочное отверстие для приема стержня, соответствующего углублению на наружной поверхности сосуда под давлением, для предотвращения поворота изолирующего устройства во время закрепления устройства проникающего типа к сосуду под давлением.
Изолирующее устройство может содержать герметичное уплотнение, установленное в щель на наружной поверхности центрального цилиндрического участка и/или герметичное уплотнение, установленное в щель на нижней поверхности нижнего внутреннего фланцевого участка. Герметичные уплотнения могут содержать О-образное кольцо. Высококачественный термопластик с низкими характеристиками ползучести может быть представлен полиэфирэфиркетоном, имеющим наполнение стеклом приблизительно на 30%, или торлоном (Torlon®).
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения предложена система для диэлектрической изоляции между устройством проникающего типа и сосудом под давлением. Система содержит изолирующее устройство и специальную гайку. Изолирующее устройство изготовлено из высококачественного термопластика с низкими характеристиками ползучести и содержит центральный цилиндрический участок и нижний внутренний фланцевый участок. Центральный цилиндрический участок имеет внутренний диаметр для приема верхнего участка устройства проникающего типа. Нижний внутренний фланцевый участок присоединен к нижнему участку центрального цилиндрического участка и образует отверстие для приема нижнего участка устройства проникающего типа, диаметр нижнего участка устройства проникающего типа меньше, чем диаметр его верхнего участка. Специальная гайка имеет сквозное отверстие с резьбой внутри и сужающийся плечевой участок, выполненный с возможностью размещения в сужающемся углубленном участке на внутренней поверхности наружной стенки сосуда под давлением. Специальная гайка и устройство проникающего типа выполнены с возможностью приближения друг к другу посредством взаимодействия резьбы на нижнем участке устройства проникающего типа и резьбы на внутреннем участке специальной гайки, и поворота специальной гайки. Предпочтительно изолирующее устройство также содержит верхний наружный фланцевый участок, присоединенный к верхнему участку центрального цилиндрического участка. Дополнительно, верхний наружный фланцевый участок может содержать по меньшей мере одно стыковочное отверстие для приема стержня, соответствующего углублению на наружной поверхности сосуда под давлением, для предотвращения поворота изолирующего устройства во время закрепления устройства проникающего типа к сосуду под давлением.
В этом варианте реализации изолирующее устройство может также содержать герметичное уплотнение, установленное в щель на наружной поверхности центрального цилиндрического участка и/или герметичное уплотнение, установленное в щель на нижней поверхности нижнего внутреннего фланцевого участка. Герметичные уплотнения могут содержать О-образное кольцо. Высококачественный термопластик с низкими характеристиками ползучести может быть представлен полиэфирэфиркетоном, имеющим наполнение стеклом приблизительно на 30%, или торлоном (Torlon®).
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения предложен способ установки изолирующего устройства между устройством проникающего типа и сосудом под давлением. Изолирующее устройство устанавливают в отверстии, проходящем через наружную стенку сосуда под давлением, кроме того, изолирующее устройство изготовлено из высококачественного термопластика с низкими характеристиками ползучести и содержит центральный цилиндрический участок и нижний внутренний фланцевый участок, центральный цилиндрический участок имеет внутренний диаметр для приема верхнего участка устройства проникающего типа, нижний внутренний фланцевый участок присоединен к нижнему участку центрального цилиндрического участка и образует отверстие для приема нижнего участка устройства проникающего типа. Затем, устройство проникающего типа устанавливают в отверстии, образованном центральным цилиндрическим участком изолирующего устройства, диаметр нижнего участка устройства проникающего типа меньше, чем диаметр его верхнего участка, нижний участок устройства проникающего типа имеет резьбу на своем нижнем дальнем участке. Затем на резьбу устройства проникающего типа устанавливают монтажные устройства с внутренней стороны наружной стенки. В завершение, монтажные устройства затягивают для закрепления изолирующего устройства и устройства проникающего типа в отверстии. В дополнительном варианте реализации изолирующее устройство может также содержать верхний наружный фланцевый участок, присоединенный к верхнему участку центрального цилиндрического участка и содержащий по меньшей мере одно стыковочное отверстие. Этот дополнительный вариант реализации включает дополнительный этап установки по меньшей мере одного стыковочного стержня через по меньшей мере одно стыковочное отверстие и в углубление в сосуде под давлением до этапа затягивания монтажных устройств.
Дополнительно, изобретение включает следующие варианты реализации:
Вариант реализации 1. Изолирующее устройство для использования с устройством проникающего типа в окружающей среде высокого давления, содержащее: центральный цилиндрический участок, изготовленный из высококачественного термопластика с низкими характеристиками ползучести и имеющий внутренний диаметр для приема верхнего участка устройства проникающего типа; и нижний внутренний фланцевый участок, изготовленный из высококачественного термопластика с низкими характеристиками ползучести и присоединенный к нижнему участку центрального цилиндрического участка, нижний внутренний фланцевый участок образует отверстие для приема нижнего участка устройства проникающего типа, диаметр нижнего участка устройства проникающего типа меньше, чем диаметр его верхнего участка.
Вариант реализации 2. Изолирующее устройство в соответствии с предыдущим вариантом реализации, дополнительно содержащее: верхний наружный фланцевый участок, изготовленный из высококачественного термопластика с низкими характеристиками ползучести и присоединенный к верхнему участку центрального цилиндрического участка.
Вариант реализации 3. Изолирующее устройство в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, в котором верхний наружный фланцевый участок содержит по меньшей мере одно стыковочное отверстие для приема стержня, соответствующего углублению на наружной поверхности сосуда под давлением, для предотвращения поворота изолирующего устройства во время закрепления устройства проникающего типа к сосуду под давлением.
Вариант реализации 4. Изолирующее устройство в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, дополнительно содержащее: герметичное уплотнение, установленное в щель на наружной поверхности центрального цилиндрического участка.
Вариант реализации 5. Изолирующее устройство в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, в котором герметичное уплотнение содержит О-образное кольцо.
Вариант реализации 6. Изолирующее устройство в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, дополнительно содержащее: герметичное уплотнение, установленное в щель на нижней поверхности нижнего внутреннего фланцевого участка.
Вариант реализации 7. Изолирующее устройство в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, в котором герметичное уплотнение содержит О-образное кольцо.
Вариант реализации 8. Изолирующее устройство в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, в котором высококачественный термопластик с низкими характеристиками ползучести представлен полиэфирэфиркетоном, имеющим наполнение стеклом приблизительно на 30%.
Вариант реализации 9. Изолирующее устройство в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, в котором высококачественный термопластик с низкими характеристиками ползучести представлен торлоном (Torlon®).
Вариант реализации 10. Система для диэлектрической изоляции между устройством проникающего типа и сосудом под давлением в окружающей среде высокого давления, содержащая: изолирующее устройство, содержащее: центральный цилиндрический участок, изготовленный из высококачественного термопластика с низкими характеристиками ползучести и имеющий внутренний диаметр для приема верхнего участка устройства проникающего типа; и нижний внутренний фланцевый участок, изготовленный из высококачественного термопластика с низкими характеристиками ползучести и присоединенный к нижнему участку центрального цилиндрического участка, нижний внутренний фланцевый участок образует отверстие для приема нижнего участка устройства проникающего типа, диаметр нижнего участка устройства проникающего типа меньше, чем диаметр верхнего участка, нижний участок устройства проникающего типа имеет резьбу на своем нижнем дальнем участке; и специальную гайку, имеющую сквозное отверстие с резьбой внутри и сужающийся плечевой участок, выполненный с возможностью размещения в сужающемся углубленном участке на внутренней поверхности наружной стенки сосуда под давлением, специальная гайка и устройство проникающего типа выполнены с возможностью приближения друг к другу посредством взаимодействия резьбы на нижнем участке устройства проникающего типа и резьбы на внутреннем участке специальной гайки, и поворота специальной гайки.
Вариант реализации 11. Система в соответствии с предыдущим вариантом реализации, в которой изолирующее устройство дополнительно содержит верхний наружный фланцевый участок, изготовленный из высококачественного термопластика с низкими характеристиками ползучести и присоединенный к верхнему участку центрального цилиндрического участка.
Вариант реализации 12. Система в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, в котором верхний наружный фланцевый участок содержит по меньшей мере одно стыковочное отверстие для приема стержня, соответствующего углублению на наружной поверхности сосуда под давлением, для предотвращения поворота изолирующего устройства во время закрепления устройства проникающего типа к сосуду под давлением.
Вариант реализации 13. Система в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, в которой изолирующее устройство дополнительно содержит герметичное уплотнение, установленное в щель на наружной поверхности центрального цилиндрического участка.
Вариант реализации 14. Система в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, в которой герметичное уплотнение содержит О-образное кольцо.
Вариант реализации 15. Система в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, в которой изолирующее устройство дополнительно содержит герметичное уплотнение, установленное в щель на нижней поверхности нижнего внутреннего фланцевого участка.
Вариант реализации 16. Система в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации системы, в которой герметичное уплотнение содержит О-образное кольцо.
Вариант реализации 17. Система в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, в которой высококачественный термопластик с низкими характеристиками ползучести представлен полиэфирэфиркетоном, имеющим наполнение стеклом приблизительно на 30%.
Вариант реализации 18. Система в соответствии с любым предыдущим вариантом реализации, в которой высококачественный термопластик с низкими характеристиками ползучести представлен торлоном (Torlon®).
Вариант реализации 19. Способ установки изолирующего устройства между устройством проникающего типа и сосудом под давлением, включающий этапы: установки изолирующего устройства в отверстии, проходящем через наружную стенку сосуда под давлением, изолирующее устройство изготовлено из высококачественного термопластика с низкими характеристиками ползучести и содержит центральный цилиндрический участок и нижний внутренний фланцевый участок, центральный цилиндрический участок имеет внутренний диаметр для приема верхнего участка устройства проникающего типа, нижний внутренний фланцевый участок присоединен к нижнему участку центрального цилиндрического участка и образует отверстие для приема нижнего участка устройства проникающего типа; установки устройство проникающего типа в отверстии, образованном центральным цилиндрическим участком изолирующего устройства, диаметр нижнего участка устройства проникающего типа меньше, чем диаметр его верхнего участка, нижний участок устройства проникающего типа имеет резьбу на своем нижнем дальнем участке; установки монтажных устройств на резьбе устройства проникающего типа с внутренней стороны наружной стенки; и затягивания монтажных устройств для закрепления изолирующего устройства и устройства проникающего типа в отверстии.
Вариант реализации 20. Способ в соответствии с предыдущим вариантом реализации, при котором изолирующее устройство дополнительно содержит верхний наружный фланцевый участок, присоединенный к верхнему участку центрального цилиндрического участка, верхний фланцевый участок содержит по меньшей мере одно стыковочное отверстие, и дополнительно включающий этап установки по меньшей мере одного стыковочного стержня через указанное по меньшей мере одно стыковочное отверстие и в углубление в сосуде под давлением до этапа затягивания.
Раскрытые характерные особенности, функции и преимущества могут быть реализованы отдельно в различных вариантах реализации или в сочетании в других вариантах реализации, дополнительные детали будут понятны из ссылки на следующее описание и чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Следующее подробное описание, приведенное в качестве примера и не ограничивающее настоящее изобретение, будет понятно в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:
Фиг. 1 изображает перспективный вид сосуда под давлением для глубоководного применения, содержащее изолирующее устройство для устройства проникающего типа настоящего предпочтительного варианта реализации;
Фиг. 2 изображает вид крупным планом верхнего участка сосуда под давлением по фиг. 1;
Фиг. 3 изображает вид в поперечном сечении сосуда под давлением по фиг. 1;
Фиг. 4 изображает вид в поперечном сечении крупным планом сосуда под давлением по фиг. 1;
Фиг. 5 изображает вид в поперечном сечении крупным планом изолирующего устройства для устройства проникающего типа предпочтительного варианта реализации;
Фиг. 6 изображает вид в поперечном сечении крупным планом изолирующего устройства для устройства проникающего типа настоящего предпочтительного варианта реализации, установленного в сосуд под давлением, выполненный без возможности глубоководного применения; и;
На фиг. 7 показана блок схема, изображающая способ установки изолирующего устройства для устройства проникающего типа настоящего предпочтительного варианта реализации в сосуд под давлением.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении сходные элементы обозначены сходными ссылочными номерами на чертежах, изображающих различные приведенные в качестве примера варианты реализации настоящего изобретения.
На чертежах, а, в частности, на фиг. 1, изображен сосуд 100 под давлением, который может быть представлен, например, подводным сосудом под давлением, который содержит несколько сквозных отверстий (или проходов) 110 для установки изолирующих устройств для устройства проникающего типа. Два таких устройства 140, 150 проникающего типа изображены установленными в сосуде 100 под давлением, с соответствующим изолирующими устройствами 120, 130 для устройства проникающего типа. Каждое изолирующее устройство 120, 130 для устройства проникающего типа изготовлено из высококачественного термопластика с установленными низкими характеристиками ползучести. Примерами такого высококачественного термопластика может быть полиэфирэфиркетон (ПЭЭК), стеклонаполненный приблизительно на 30%, или торлон (Torlon®). Предпочтительно изолирующее устройство 120, 130 для устройства проникающего типа изготовлено из высококачественного термопластика, хотя, специалисту в области техники будет понятно, что для образования устройства могут быть использованы и другие способы. Ключевые характеристики материала заключаются в высокой прочности на сжатие, низкой ползучести и выполнении изолирующей функции. Изолирующие устройства 120, 130 для устройства проникающего типа обеспечивают изоляцию соответствующего устройства проникающего типа 140, 150 от сосуда 100 под давлением на любой его наружной поверхности (т.е. поверхности, подверженной воздействию морской воды при нахождении сосуда 100 под давлением под водой) для предотвращения гальванической коррозии. То есть, каждое изолирующее устройство 120, 130 для устройства проникающего типа обеспечивает диэлектрическую изоляцию между соответствующим устройством 140, 150 проникающего типа и сосудом 100 под давлением. Как описано далее, по меньшей мере одно О-образное кольцо, или другой тип уплотнителей может быть дополнительно применен между обслуживающими изолирующими устройствами 120, 130 для устройства проникающего типа и соответствующим устройством 140, 150 проникающего типа, и/или между изолирующими устройствами 120, 130 для устройства проникающего типа и сосуда 100 под давлением для обеспечения герметичного уплотнения и для дополнительной защиты от гальванической коррозии на внутренних поверхностях.
Фиг. 2 изображает вид крупным планом верхнего участка сосуда 100 под давлением. Два малых отверстия 210 могут быть предпочтительно расположены на сосуде под давлением на периферии участка, примыкающего к каждому из сквозных отверстий 110. Каждое из изолирующих устройств 120 для устройства проникающего типа может содержать несколько неглубоких отверстия 220 на своем фланцевом участке. При установке изолирующего устройства 120, 130 для устройства проникающего типа в сквозное отверстие 110, стержни (не показано) могут быть временно введены через два отверстия 220 и, затем, в малые отверстия 210 (под изолирующим устройством 120, 130 для устройства проникающего типа) для удержания изолирующего устройства 120, 130 для устройства проникающего типа в статическом (неподвижном) положении во время установки соответствующего устройства 140, 150 проникающего типа (как описано далее). Это предотвращает "поворот" (clocking) т.е. поворотное движение изолирующего устройства 120 или 130 для устройства проникающего типа во время установки соответствующего устройства 140, 150 проникающего типа. Устройства 140, 150 проникающего типа могут быть представлены промышленными готовыми (серийно выпускаемыми) устройствами, например, соединитель из нержавеющей стали Seacon®, например, отобранный из гнезда соединителя, монтируемого в отверстии панели серии Mini-Con, SEACON®, других известных металлических устройств проникающего типа сосуда под давлением или заглушки для уплотнения неиспользуемых отверстий в сосудах 100. Отверстия 220 в изолирующих устройствах 120, 130 для устройства проникающего типа необязательны, и способствуют установке устройств проникающего типа. Дополнительно, специалисту в области техники будет понятно, что количество отверстий 210 произвольно и, в некоторых случаях, может быть достаточно одного отверстия 210. Аналогично, хотя на фиг. 2 изображены двенадцать отверстий 220 в каждом изолирующем устройстве 120, 130 для устройства проникающего типа, количество отверстий 220 также произвольно и, в некоторых случаях, может быть достаточно одного отверстия 220.
На фиг. 3 изображен вид в поперечном сечении сосуда 100 под давлением, на котором устройство проникающего типа 140 установлено в сквозном отверстии 110, а изолирующее устройство 120 для устройства проникающего типа между наружной поверхностью сосуда 100 под давлением и устройством 140 проникающего типа. Специально разработанная установочная гайка 310 и соответствующая металлическая прокладка 320 предпочтительно использованы для закрепления устройства проникающего типа 140 в сквозном отверстии 110.
На фиг. 4 изображен вид крупным планом верхнего участка по фиг. 3, на котором показаны дополнительные детали способа установки устройства 140 проникающего типа в сквозное отверстие 110. Устройство 140 проникающего типа имеет резьбовой участок 360, предпочтительно соответствующий специальной установочной гайке 310. Внутренний участок 350 сквозного отверстия 110 предпочтительно сужается по направлению наружу для размещения специальной установочной гайки 310, которая имеет сужающийся участок 330 корпуса и наружный фланец 340. Сужение внутреннего участка сквозного отверстия 110 и установочной гайки 310 снижает нагрузки, которые могут возникнуть при глубоководном применении, при рассверленном канале и использовании известной гайки и прокладки на резьбовом участке устройства 140 проникающего типа. Однако специалисту в области техники будет понятно, что некоторые применения (например, применения на меньших глубинах) могут не требовать дополнительного снижения нагрузок, обеспечиваемых посредством специальной установочной гайки 310, и в таких случаях рассверливание может заменить сужающийся внутренний участок 350, при этом для закрепления устройства 140 проникающего типа может быть использовано известное оборудование.
Как подробно показано на фиг. 5, изолирующее устройство 120 для устройства проникающего типа содержит центральный цилиндрический участок 530 с нижним фланцевым участком 520, обращенным внутрь, и верхним фланцевым участком 510, обращенным наружу. Изолирующее устройство 120 для устройства проникающего типа может также содержать первое отверстие 505 и/или второе отверстие 515 для использования с О-образным кольцом или другим типом устройства герметичного уплотнения для способствования герметичному уплотнению. Центральный цилиндрический участок 530 и нижний фланцевый участок 520 имеют такие размеры, чтобы плотно соответствовать наружному фланцевому участку устройства 140 проникающего типа, изображенного на фиг. 4, а верхний фланцевый участок 510 имеет такой размер, чтобы поддерживать расстояние между устройством 140 проникающего типа и сосудом 100 под давлением. Верхний фланцевый участок 510 предотвращает гальваническую коррозию, которая может образовываться без прямого контакта между устройством 140 проникающего типа и сосудом 100 под давлением на его участке, подверженном воздействию морской воды (например, вследствие гальванических токов, проходящих по изоляции, отделяющей разнородные металлы). Изолирующее устройство 120 для устройства проникающего типа обеспечивает хорошее уплотнение поверхности стыка в результате использования высококачественного термопластика, описанного ранее. Дополнительно, использование высококачественного термопластика также обеспечивает возможность приспособления к изменению формы устройства проникающего типа (т.е., устройства проникающего типа различного размера или устройство проникающего типа, имеющее отличающуюся конструкцию) посредством изменения размера изолирующего устройства 120 для устройства проникающего типа, значительно менее затратное решение, чем повторная калибровка отверстия (отверстий) в сосуде 100 под давлением.
В соответствии с фиг. 4 изолирующее устройство 120 для устройства проникающего типа установлено в сквозном отверстии 110 в наружной стенке сосуда 100 под давлением. Сквозное отверстие 110 соответствует наружным размерам изолирующего устройства 120 для устройства проникающего типа. Для обеспечения полного герметичного уплотнения между изолирующим устройством 120 для устройства проникающего типа и сосудом 100 под давлением могут быть использованы устройства герметичного уплотнения, такие как О-образные кольца. В настоящем предпочтительном варианте реализации использованы два О-образных кольца 410 и 420, одно в отверстии 505 и одно в отверстии 515 (фиг. 5). Специалисту в области техники будет понятно, что в альтернативных вариантах реализации могут быть использованы другие типы устройств герметичного уплотнения, известные специалисту в области техники (например, прокладка), а в некоторых случаях необходимость в них может отсутствовать, в зависимости от различных факторов, включая, в частности, предполагаемый уровень под давлением окружающей среды. Устройства герметичного уплотнения также могут быть использованы для обеспечения полного герметичного уплотнения между устройством 140 проникающего типа и изолирующим устройством 120 для устройства проникающего типа. Например, в гнезде соединителя, монтируемого в отверстиип панели серии Mini-Con, SEACON®, используют два О-образных кольца, как показано на примере О-образных колец 430 и 440 на фиг. 4.Соответствующие устройства герметичного уплотнения отбирают для обеспечения полного барьера под давлением на предполагаемой глубине применения. Как показано на фиг. 4, устройство 140 проникающего типа находится в прямом контакте с сосудом 100 под давлением под изолирующим устройством 120 для устройства проникающего типа, при этом вследствие исключения проникновения морской воды за устройства герметичного уплотнения не возникает гальванической коррозии.
В соответствии с фиг. 6 некоторые применения, т.е. применение на относительно небольших глубинах, могут позволять использование намного более тонкой наружной стенки 500 для сосуда 100 под давлением. В таком случае, устройство 140 проникающего типа может быть закреплено к сосуду под давлением посредством использования известных монтажных устройств, например, такого как предоставляемого в комплекте с устройством 140 проникающего типа. Такие монтажные устройства содержат прокладку 620 и шестигранную установочную гайку 610.
В соответствии с фиг. 7 устройство 140 проникающего типа установлено в сосуд 100 под давлением посредством изначального размещения изолирующего устройства 120 для устройства проникающего типа в канале, окружающем данное сквозное отверстие 110 (этап 710). Предпочтительно изолирующее устройство 120 для устройства проникающего типа содержит Сообразные кольца, установленные в каналы 505 и 515 (фиг. 5). Затем, устройство 140 проникающего типа размещают в отверстии изолирующего устройства 120 для устройства проникающего типа (этап 720). Затем, монтажные устройства (например, гайку 340 и прокладку 320 на фиг. 4, или гайку 610 и прокладку 620 ан фиг. 6) присоединяют к резьбе на устройстве 140 проникающего типа от внутреннего участка сосуда 100 под давлением (этап 730). Затем, при необходимости, размещают временные стыковочные стержни в по меньшей мере одном отверстии 220 в изолирующем устройстве 120 для устройства проникающего типа и через него к соответствующим отверстиям в сосуде 100 под давлением под изолирующим устройством 120 для устройства проникающего типа (этап 740). В завершение монтажные устройства надежно закрепляют для обеспечения поддержания герметичного уплотнения (этап 750). Затем временные стыковочные стержни могут быть убраны.
Хотя настоящее изобретение было подробно описано и показано со ссылкой на предпочтительные варианты реализации и их различные аспекты, специалисту в области техники будет понятно, что различные изменения и модификации могут быть осуществлены без отклонения от сущности и объема изобретения. Следует понимать, что прилагаемые пункты формулы изобретения включают варианты реализации, описанные в них, альтернативы, упомянутые ранее и все их эквиваленты.
1. Изолирующее устройство для использования с устройством проникающего типа в окружающей среде высокого давления, содержащее:
центральный цилиндрический участок, изготовленный из термопластика и имеющий внутренний диаметр для приема верхнего участка устройства проникающего типа; и
нижний внутренний фланцевый участок, изготовленный из термопластика и присоединенный к нижнему участку центрального цилиндрического участка,
причем нижний внутренний фланцевый участок образует отверстие для приема нижнего участка устройства проникающего типа, а диаметр нижнего участка устройства проникающего типа меньше, чем диаметр его верхнего участка.
2. Изолирующее устройство по п. 1, дополнительно содержащее:
верхний наружный фланцевый участок, изготовленный из термопластика и присоединенный к верхнему участку центрального цилиндрического участка.
3. Изолирующее устройство по п. 2, в котором верхний наружный фланцевый участок содержит по меньшей мере одно стыковочное отверстие для приема стержня, соответствующего углублению на наружной поверхности сосуда под давлением.
4. Изолирующее устройство по п. 1, дополнительно содержащее: герметичное уплотнение, установленное в щель на наружной поверхности центрального цилиндрического участка.
5. Изолирующее устройство по п. 4, в котором герметичное уплотнение содержит О-образное кольцо.
6. Изолирующее устройство по п. 1, дополнительно содержащее: герметичное уплотнение, установленное в щель на нижней поверхности нижнего внутреннего фланцевого участка.
7. Изолирующее устройство по п. 6, в котором герметичное уплотнение содержит О-образное кольцо.
8. Изолирующее устройство по п. 1, в котором термопластик представлен полиэфирэфиркетоном, имеющим наполнение стеклом приблизительно на 30%.
9. Изолирующее устройство по п. 1, в котором термопластик представлен торлоном (Torlon®).
10. Система для диэлектрической изоляции между устройством проникающего типа и сосудом под давлением в окружающей среде высокого давления, содержащая:
изолирующее устройство, содержащее:
центральный цилиндрический участок, изготовленный из термопластика и имеющий внутренний диаметр для приема верхнего участка устройства проникающего типа; и
нижний внутренний фланцевый участок, изготовленный из термопластика и присоединенный к нижнему участку центрального цилиндрического участка,
причем нижний внутренний фланцевый участок образует отверстие для приема нижнего участка устройства проникающего типа, диаметр нижнего участка устройства проникающего типа меньше, чем диаметр верхнего участка, а нижний участок устройства проникающего типа имеет резьбу на своем нижнем дальнем участке; и
гайку, имеющую сквозное отверстие с резьбой внутри и сужающийся плечевой участок, выполненный с возможностью размещения в сужающемся углубленном участке на внутренней поверхности наружной стенки сосуда под давлением,
причем гайка и устройство проникающего типа выполнены с возможностью приближения друг к другу посредством взаимодействия резьбы на нижнем участке устройства проникающего типа с резьбой на внутреннем участке гайки и поворота гайки.
11. Система по п. 10, в которой изолирующее устройство дополнительно содержит верхний наружный фланцевый участок, изготовленный из термопластика и присоединенный к верхнему участку центрального цилиндрического участка.
12. Система по п. 10, в которой верхний наружный фланцевый участок содержит по меньшей мере одно стыковочное отверстие для приема стержня, соответствующего углублению на наружной поверхности сосуда под давлением.
13. Система по п. 10, в которой изолирующее устройство дополнительно содержит герметичное уплотнение, установленное в щель на наружной поверхности центрального цилиндрического участка.
14. Система по п. 13, в которой герметичное уплотнение содержит О-образное кольцо.
15. Система по п. 10, в которой изолирующее устройство дополнительно содержит герметичное уплотнение, установленное в щель на нижней поверхности нижнего внутреннего фланцевого участка.
16. Система по п. 15, в которой герметичное уплотнение содержит О-образное кольцо.
17. Система по п. 10, в которой термопластик представлен полиэфирэфиркетоном, имеющим наполнение стеклом приблизительно на 30%.
18. Система по п. 10, в которой термопластик представлен торлоном (Torlon®).
19. Способ установки изолирующего устройства между устройством проникающего типа и сосудом под давлением, включающий этапы:
установки изолирующего устройства в отверстие, проходящее через наружную стенку сосуда под давлением, причем
изолирующее устройство изготовлено из термопластика и содержит центральный цилиндрический участок и нижний внутренний фланцевый участок,
центральный цилиндрический участок имеет внутренний диаметр для приема верхнего участка устройства проникающего типа, а нижний внутренний фланцевый участок присоединен к нижнему участку центрального цилиндрического участка и образует отверстие для приема нижнего участка устройства проникающего типа;
установки устройства проникающего типа в отверстие, образованное центральным цилиндрическим участком изолирующего устройства, причем
диаметр нижнего участка устройства проникающего типа меньше, чем диаметр его верхнего участка, а
нижний участок устройства проникающего типа имеет резьбу на своем нижнем дальнем участке;
установки монтажных устройств на резьбу устройства проникающего типа с внутренней стороны наружной стенки и
затягивания монтажных устройств для закрепления изолирующего устройства и устройства проникающего типа в отверстии.
20. Способ по п. 19, при котором изолирующее устройство дополнительно содержит верхний наружный фланцевый участок, присоединенный к верхнему участку центрального цилиндрического участка,
причем верхний фланцевый участок содержит по меньшей мере одно стыковочное отверстие, а
способ дополнительно включает этап установки по меньшей мере одного стыковочного стержня через указанное по меньшей мере одно стыковочное отверстие и в углубление в сосуде под давлением до этапа затягивания.
