[发明专利]无螺栓锁紧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种锁紧装置，用于在不使用固定螺栓的情况下将支管台(boss)紧固地附接到固定的结构部件上，其中，当所述部件被组装时，该支管台具有基本垂直于结构部件的平面延伸的中心轴。

背景技术

有时，可拆卸的保持管道支管台的结构部件承受弯曲力，该弯曲力是如此之高使得管道支管台被破坏，即使该管道支管台通过厚凸缘和在螺栓圈中紧密并列放置的高强度的螺栓紧固。这在位于海床的管线安装中是尤其真实的，即相对较大尺寸的管道被连接到管道桩或管道支管台并且承受极大的弯矩。

传统上，讨论的该类型的管道支管台被设计有集成的凸缘，即，该管道支管台与管道桩本身一体制得，并且形成管道桩的一端并且具有布置在螺栓圈中的固定孔。管道支管台相应地被固定到板部件，该板部件构成海床的结构的一部分，例如，连接器部分或外侧的轮毂。因此，板部件具有形成在板部件中的圆孔或开口用于管道桩本身的接纳、支撑和引入。环绕该出口，钻出且开发出多个孔，并且使这些孔对齐且与凸缘中的螺栓孔的数目相一致。通过安装螺栓穿过凸缘中的孔，使得螺栓进入螺纹孔并拧紧，管道支管台被固定到板部件。传统方法是这样进行，此外，对于这样进行的方法已经进行了许多考虑和反思。

当尺寸变大时，例如对于海床管线，材料的成本和重量开始重要。对于22英寸的管道支管台(即具有约560mm的直径)，所需的原材料坯件必须具有至少与成品机械加工的支管台的最大直径一样大的最小直径。当凸缘是管道支管台的集成部分时，通过凸缘的外直径自然地确定坯件的直径和需要机械加工的材料的最大体积。如果管道支管台必须以超级双相钢(SuperDuplex)质量交付，材料成本是巨大的。同样，较不昂贵的变型，铬镍铁合金内衬的F65钢的管道支管台将承受大量的材料成本，尽管没有先前提及的那种那么多。节约库存成本的第一步是生产不带有预期的传统凸缘而仅带有较小边缘或迷你凸缘的坯件。然后应该使用分开的凸缘环以在管道支管台中收紧。该凸缘环通常被划分为能够组装的两半。

然而，已经证明了：传统的固定方法和上述新方法相对于在该类型的联轴器中产生的高强度力和弯矩时均不是足够的。通过仔细地研究，当传统的管道支管台承受纯弯矩时，一个经验是，在管道凸缘本身内的力分布在一半中以压缩方式分布，且在另一半中以拉力方式分布，且在两半之间带有在过渡部的中性区。在承受拉伸方式的一半中，拉力方式在中性区之间最大且朝向中性区而逐渐降低。这就意味着，只有一个螺栓，或可能是两个应该考虑到发生的拉力的主比重。拉力的弯矩抵抗螺栓头，然后因此在螺栓中产生拉力，并推动螺栓直至当弯矩过高时而破裂。这本身限制了可具有多少螺栓，这些螺栓可放置多紧密，以及这些螺栓是何种尺寸。

在海床上的安装中，可能发生的力的方向是未知的，即，其中，在凸缘中产生最大负载的方向是未知的。因此，必须考虑凸缘在其周围尺寸的同等良好。当使用后面的方法时，即带有分离的锁紧环，如果该分隔线近似于产生的最大负载相一致，将暴露出在分隔线的每侧上的螺栓。邻近分隔线的螺栓将暴露在极端拉力而被折断，然后下一个螺栓被扯掉，直至完全裂开。除了在管道支管台中的纯拉伸负荷300kN外，弯矩的力是在3000kN数量级。机器中的螺栓和特定质量的螺栓对于进行这些工作是必须的，并且他们的成本相对较大。在一些情况下，也不可能在现存规范内进行。

应该从已经描述的想法显示出现在要提出的方案，以找到一种能够避免螺栓中的拉力的方法。如果这种力能够被纯压力所替代，将解决这些问题。此外，不用组装必须安装并拧紧的许多螺栓也节省了时间。

发明内容

现将通过本发明来解决。根据本发明，提供一种介绍的所述类型的锁紧装置，其区别在于：所述装置包括：当相对于所述中心轴看时基本径向延伸的两个作用面，所述作用面被提供在所述支管台的外表面中；以及由单独的片段制成的至少一个由环状板形成的主体，其中，至少一个由环状板形成的主体在其径向内部的外侧部分处被设计为与相应的两个作用面中的至少一个相配合或接合，并且在其径向外部的内侧部分处和相反侧邻接所述固定的结构部件，所述固定的结构部件在片段的外部部分处的厚度加上所述至少一个由环状板形成的主体在其径向内部部分处的厚度近似等于所述作用面之间的最大距离，并且在这种情况下，在所述支管台与所述环状主体的径向内部的内侧部分之间的沟槽中，即在所述作用面的相反侧存在有间隙。

因此，在支管台中可产生的所有的力将作为取决于弯矩作用和发生的位置在一侧或另一侧直接对固定的结构部件作用的压力来处理。因此，消除所有不确定的方面，例如螺栓内的拉力。