用于将导管密封地设置到板状构造元件中的通孔的系统和方法与流程

本发明涉及一种用于将导管密封地设置到板状构造元件中的通孔的系统；涉及一种用于将导管密封地设置到板状构造元件中的通孔的方法，并且涉及一种导管组件，该导管组件包括被密封地设置到板状构造元件中的通孔的导管。

背景技术：

在船舶建造和诸如石油钻井等的离岸建筑的建造中，隔室之间的壁、隔室与环境之间的壁、天花板和甲板通常都由金属板状构造元件制成。由于管道和/或缆线需要从一个隔室延伸到另一个隔室，或者从外部延伸到隔室中，因此这些金属板状构造元件通常设置有通孔。这些孔可以是圆形、椭圆形、正方形或具有圆化边缘的矩形，并且原则上能够具有任何形状。为了确保将导管密封地设置到通孔，导管通常设置有法兰，然后该法兰能够被用于将导管焊接至通孔或焊接到通孔中。

焊接需要熟练工人，因此这些工人的报酬很高，并且因而焊接成本很高。由于这些工人在焊接期间暴露于危险和相对不健康的条件，因此现今的焊工的报酬很高。在世界上也缺乏好的焊工。这也提高了完成焊接工作的价格。焊接不仅提高了建筑的价格，而且焊接固有地在局部上改变了金属板状构造元件的结构，这常常在建筑中引入弱化部。腐蚀和/或疲劳都可能导致焊缝撕裂。所以将导管设置到板状构造元件中的通孔中的替代方式受到关注不足为奇。

在板状构造元件上安装导管在现有技术中同样是已知的。通常需要在通孔周围并与该通孔相距一小段距离处在板状构造元件中钻出附加孔。常常需要进行良好的计划、在工人之间进行协调和沟通，这通常是在造船厂中建造的船舶的船体下方进行，而在那里直接沟通或经由传输进行沟通可能会出现问题。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种用于将导管密封地设置到板状构造元件中的通孔的简单的系统和方法，不需要在工人之间进行沟通。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于将导管密封地设置到板状构造元件中的通孔的系统，使得至少一根管道和/或缆线能够穿过该导管延伸，并且使得在密封导管中的剩余空间之后，获得了穿透板状构造元件的完全密封的管道和/或缆线。该系统能够以机械的方式安装。该系统还使得其能够仅从板状构造元件的一侧进行安装。有利地是，由于工人能够位于板状构造元件的一侧处，因此更容易沟通和协调在场的工人。该系统优选地是包括导管部，该导管部具有用于从通孔延伸和/或穿过通孔延伸的导管，并且在该导管之外具有周向延伸的构件，该周向延伸的构件用于平行于通孔的周围放置在板状构造元件的近侧。该系统还优选地是包括锚固部，该锚固部用于在沿着通孔的周围的多个位置处放置在板状构造元件的远侧处。该系统优选地是还包括至少一个连接元件，所述至少一个连接元件用于将导管部的周向延伸构件与锚固部连接起来。锚固部优选地是适合于从板状构造元件的近侧穿过通孔放置在板状构造元件的远侧处。用于将导管部的周向延伸构件与锚固部连接起来的所述至少一个连接元件中的一个连接构件优选地是允许将锚固部在沿通孔的周围的所述多个位置处放置在板状构造元件的远侧处，同时锚固部被连接至导管部。

有利地是，能够通过协调能够由一个人处理和执行的一个定位步骤，将锚固部和导管部分别定位在远侧和近侧处。所述至少一个连接部，或者其中的至少一个元件在该定位期间已经将锚固部和导管部连接起来。

有利地是，锚固部不能在被精确地定位并紧密地固定至导管部之前落在板状构造元件的另一侧上。这使得该系统在安装期间万无一失。

根据示例，该系统能够由仅仅一名工人进行安装，这名工人从板状构造元件的近侧进行操作。有利地是，完全不需要在一起将单个导管安装在板状构造元件中的通孔中或安装至该通孔的多名工人之间进行沟通，因为这项工作能够由仅仅一名工人完成。这也大大降低了完成工作的成本。

根据本公开的示例，该系统使得其能够在除了通孔之外无需要提供穿过板状构造元件的其它通孔的情况下进行安装。因而，不需要钻出另外的孔并且不需要电源，从而使得工作简单明了，并能够由相对不熟练的工人进行管理。

根据本公开的第二方面，提供了一种将导管密封地设置到板状构造元件中的通孔的方法，使得至少一根管道和/或缆线能够穿过导管延伸，并且使得在密封导管中的剩余空间之后，获得了穿透板状构造元件的完全密封的管道和/或缆线。该方法包括将导管以机械的方式安装至通孔。该方法还使得其包括仅从板状构造元件的一侧进行安装。该方法优选地是包括提供导管部，该导管部具有用于从通孔延伸和/或穿过通孔延伸的导管，并且在该导管之外具有周向延伸构件，该周向延伸的构件平行于通孔的周围放置在板状构造元件的近侧处。该方法还优选地是包括提供锚固部，该锚固部用于在沿着通孔的周围的多个位置处放置在板状构造元件的远侧处。该方法优选地是也包括提供至少一个连接元件，所述至少一个连接元件将导管部的周向延伸构件与锚固部连接起来。该方法优选地是包括下列步骤，其中锚固部从板状构造元件的近侧穿过通孔被放置在板状构造元件的远侧处。用于将导管部的周向延伸构件与锚固部连接起来的所述至少一个连接元件优选地是允许将锚固部在沿着通孔的周围的所述多个位置处放置在板状构造元件的远侧处，同时锚固部被连接至导管部。上文针对系统概述的优点同样适用于该方法。

根据第二方面的示例，该方法包括由仅仅一名工人进行安装，这名工人从板状构造元件的近侧进行操作。另外，上文关于系统的对应示例提出的优点同样适用于方法的示例。

根据本公开的第二方面的另一示例，该方法使得除了通孔之外不需要设置穿过板状构造元件的其它通孔。另外，对应系统的上述优点同样适用于本公开的第二方面的示例。

根据本发明的第三方面，提供了一种导管组件，该导管组件包括被密封地设置到板状构造元件中的通孔的导管，使得至少一根管道和/或缆线能够穿过该导管延伸，并且使得在密封导管中的剩余空间之后，获得了穿透板状构造元件的完全密封的管道和/或缆线。导管已经被以机械的方式安装至通孔，而无需在除了通孔之外提供穿过板状构造元件的其它通孔。该组件优选地是包括导管部，该导管部具有导管，该导管用于从通孔延伸和/或穿过通孔延伸，并且在该导管之外具有周向延伸构件，该周向延伸构件平行于通孔的周围放置在板状构造元件的近侧处。该组件还优选地是包括锚固部，该锚固部用于在沿着通孔的周围的多个位置处放置在板状构造元件的远侧处。该组件优选地是还包括至少一个连接元件，所述至少一个连接元件用于将导管部的周向延伸构件与锚固部连接起来。锚固部本身优选地是适合于从板状构造元件的近侧穿过通孔放置在板状构造元件的远侧处。

附图说明

本公开及其优点通过参考附图借助于非限制性示例来进行进一步描述和解释，在附图中：

图1示出了本公开的示例的分解透视图；

图2示出了处于已安装状态的本公开的示例；

图3示出了处于已安装状态的本公开的示例的半横截面图和半分解图；

图4是图2中所示的示例的另一视图；

图5a是本公开的系统的一部分的示例；

图5b是从另一侧观察的图5a中所示的部分，以及所指示的横截面图；以及

图6示出了根据本公开的方法的示例的四个步骤。

在附图中，相同的部件由相同的附图标记指示。

具体实施方式

图1示出了具有通孔2的板状构造元件1。为了清楚起见，板状构造元件1被示出为圆形元件。然而，实践中，这种板状构造元件通常是金属建筑(诸如船舶或石油平台)中的壁的一部分。板状构造元件可以具有任何其它形状，并且可以是建筑的任何部分。图1示出了导管3。除了板状构造元件1之外，图1中所示的各部件均是用于将导管密封地设置到板状构造元件1中的通孔2的系统的示例的一部分，使得至少一根管道和/或缆线能够延伸穿过导管3，并且使得在密封导管3中的剩余空间之后，能够获得穿过板状构造元件1的完全密封的管道和/或缆线。如图1中显而易见的那样，该系统能够以机械的方式安装。在没有进一步解释的情况下，从图1中可能不明显的是，该系统进一步使得其能够仅从板状构造元件的一侧进行安装。关于这一点的进一步解释将在下面进行。从图1可能同样不明显的是，该系统能够由仅仅一名工人进行安装，这名工人从板状构造元件1的近侧进行操作。在整个本公开中，近侧p将是当将导管3安装至通孔2时，单个工人将从该侧进行操作的那一侧。远侧是板状构造元件的另一侧。

该系统包括导管部4，该导管部4具有用于从通孔2延伸并且/或者穿过通孔2延伸的导管3，并且在导管3之外具有周向延伸构件5，该周向延伸构件5用于平行于通孔2的周围放置在板状构造元件1的近侧p处。如图1中所示，大多数的周向延伸构件都将简单地是连接到导管3的法兰5。该系统还包括锚固部6，该锚固部6用于在沿通孔2的周围的多个位置处放置在板状构造元件的远侧d处。该系统还包括至少一个连接元件7，所述至少一个连接元件7用于将导管部4的周向延伸构件5与锚固部6连接起来。在大多数示例中，连接部将是具有螺纹的螺栓，并且将具有用于联接至工具的头部8，该工具能够使连接元件7绕其轴线飞快地旋转。螺栓的螺纹端理想地是被连接至同样带螺纹并位于锚固部6中的通孔9。然后，该连接元件优选地是同样延伸穿过垫圈17和法兰10中的通孔，并且穿过密封垫圈12中的通孔。用于将导管部4的周向延伸构件5与锚固部6连接起来的那一个连接元件7允许将锚固部6在沿通孔2的周围的多个位置处放置在板状构造元件1的远侧d处，同时锚固部被连接到导管部4。为使这可视化，请读者参考图6中的图像a、b和c。图像a和b示出了锚固部6通过连接元件7连接到导管部4。在图像c中，示出了已经在图像d中示出的连接元件7已经连接了锚固部6，而该锚固部6被放置在板状构造元件1的远侧d处。其它连接元件7(这里每个都称为连接元件7’)在锚固部6被放置在板状构造元件1的远侧d处的时间期间处于时间上还未连接周向延伸构件5和锚固部6的那一时刻。显然，所述至少一个连接元件7、7’中的每一个连接元件都适合于使导管部4平行于通孔2的周围位于板状构造元件1的近侧p处，同时使锚固部6在沿通孔2的周围的所述多个位置处位于或保持在板状构造元件1的远侧d处。作为上面的结果，板状构造元件1能够被导管部4和锚固部6“夹在中间”。实践中，板状构造元件的这种“夹在中间”通过使所述连接元件7、7’中的每一个连接元件(在该示例中为每个螺栓)绕其轴线旋转而发生。如图6、特别是图像a、b和c中所示的事件的顺序是：将第一个连接元件7穿过周向延伸构件5中的通孔，穿过密封垫圈11中的通孔，然后穿过锚固部6的通孔9。(假定密封垫圈17已经被放置在头部8中的底座中)。然后，如图6的图像b中所示，在连接时，将锚固部6穿过通孔2，并且放置在板状构造元件1的远侧d处。然后，将其余连接元件7’同样插入到通孔10、12和9中(然后，将它们相对于彼此对准)，并且通过使所述连接元件7、7’中的每一个连接元件绕其轴线旋转而将导管部4和锚固部6放在一起。此时可能仅有一个连接元件正被旋转。能够仅从板状构造元件1的一侧完成导管3到通孔2的整个安装。还应明白，能够由仅仅一名工人完成安装，这名工人从近侧p进行操作。

锚固部6适合于从板状构造元件1的近侧p穿过通孔2而被放置在板状构造元件1的远侧d处。在所示示例中，锚固部6是c形或u形的。锚固部6同样能够采取c形或u形。

为了进一步帮助密封地设置到通孔2的导管的可视化，参考图2、图3和图4。

我们现在转向锚固部6的优选特征。优选地是，锚固部6具有由锚固部6的最外尺寸限定的外轮廓13。锚固部6优选地是还具有限定自由空间15的内轮廓14。锚固部6在外轮廓13和内轮廓14之间并且优选地是更靠近内轮廓14处具有至少一个连接部9，以用于经由所述连接元件7中的至少一个连接元件与导管部4的位于导管3的内周围之外的部分连接。理想地是，这使得在系统的已安装状态下，导管3能够处于锚固部6的自由空间15中，或者使得在系统的已安装状态下，导管3沿其轴向方向的假想延伸部能够处于锚固部6的自由空间15中。

锚固部6优选地是设置有固定器，以用于可选地是在连接锚固部6和导管部4之前在沿通孔2的周围的多个位置处将锚固部6抵靠板状构造元件1的远侧d临时地固定。位置的数量可以限于一个。固定器可以自夹紧到通孔2中。固定器也可以包括至少一个唇缘16，该唇缘16可以优选地为钩状，以便允许锚固部6悬挂在通孔2的边沿上。替代地或附加地是，固定器可以包括胶带或胶水。优选地是，固定器包括唇缘16，因为这允许沿通孔2的周围进行一些移动，同时将导管部4和锚固部6放在一起，以将板状构造元件1“夹在中间”。然而，本公开设想了，鉴于一个连接元件7(该连接元件7将锚固部和导管部连接起来，同时将锚固部穿过通孔放在板状构造元件的远侧处)，所以这种固定不是必需的。

优选地是，锚固部6使得其能够在相对于板状构造元件的稳定姿态下被定位在板状构造元件1的远侧d处，使得当导管部4平行于通孔2的周围定位在板状构造元件1的近侧p处时，锚固部6能够连接或被连接至导管部4。因而，可选地是，首先将锚固部6穿过通孔2放置，然后将其定位成使得其是稳定的并且能够被连接至导管部4。替代地并且优选地是，在将锚固部6穿过通孔2以用于平行于通孔2的周围放置在远侧d处之前连接锚固部6和导管部4。在穿过通孔之前进行连接的优点在于，锚固部不会在远侧d处掉落。

已经证明，不需提供用于以下功能的专用装置，即：在仅使一个连接元件旋转，从而在初始放置在板状构造元件的相应侧处之后将锚固部和导管部放在一起时，阻挡锚固部的旋转。一旦将锚固部稍微牢固地抵靠板状构造元件放置，锚固部就将不会发生旋转，从而允许推进连接元件，使得锚固部与导管部之间的距离减小。熟练的工人能够轻松地依靠他/她自己安装系统。另一方面，仍然可能应用旋转阻挡器。锚固部本身不需以密封方式放在远侧处，这是因为能够在近侧处建立完全密封。

此外，本公开的系统的示例使得这些系统能够在除了通孔之外不需要设置穿过板状构造元件的其它通孔的情况下进行安装。简而言之，这可能在螺栓穿过板状构造元件中的通孔2延伸时发生，使得不需要在板状构造元件1中设置专门的通孔。

现在注意允许将导管3密封地设置到通孔2的特征。为此目的，导管部4的周向延伸构件5包括用于密封垫圈12的第一底座，该密封垫圈用于定位在板状构造元件1和导管部4之间。在所讨论的示例中，底座包括位于周向延伸构件5中的环状腔室，该环状腔室用于容纳这个密封垫圈。密封垫圈12的厚度使得无论导管部4和锚固部6多紧地将板状构造元件1夹在中间，导管部4，或者是在任何情况下的导管部4的周向延伸构件5，都将不触碰板状构造元件1。

所述至少一个连接元件7中的每一个连接元件在其头部中都具有用于第二密封垫圈17的第二底座。理想地是，在使用时，该头部位于将在使用时保留在板状构造元件1的近侧p的一侧处。然后，当将导管部4和锚固部6放在一起以将板状构造元件1“夹在中间”时，第二密封垫圈17能够抵靠周向延伸构件5定位。第二底座优选地是包括用于容纳密封垫圈17的环状腔室。与第二底座的形状和尺寸相关的密封垫圈17的厚度使得底座不触碰导管部4的周向延伸构件5，即使当导管部4和锚固部6将板状构造元件1紧紧地夹在中间时也是如此。

如上所述，用于将导管密封地设置到板状构造元件1中的通孔2的方法能够使得其包括仅从板状构造元件1的一侧进行安装。然而，如果需要，则如图2、图3和图4中所示，在远侧d上伸出的螺栓的螺纹端当然能够设置有带帽螺母(未示出)或任何其它装置，这在安装时进一步固定导管，并且防止人在太靠近并意外地撞到螺栓的那些端部时被那些端部所伤。然而，这不是安装本身的必需部分，并且能够在之后进行。

如特别在图3中能够看到的那样，本公开提供了一种导管组件，该导管组件已经被以机械的方式安装到板状构造元件1中的通孔2，而无需在除了通孔2之外提供穿过板状构造元件1的其它通孔。

尽管到目前为止，本公开主要涉及具有圆形横截面的导管，但是如由所附权利要求书所述，本公开的技术概念还允许应用于具有非圆形横截面的导管。因而，导管可以是椭圆形的、矩形的，具有圆化边缘的或具有任何其它形状。在那些情况下，锚固部6可能总是能够自身闭合，并且仍然能够从板状构造元件1的近侧穿过通孔2放置到远侧d。在那些情况下，锚固部6能够在通孔2的整个周围处邻接板状元件1。只有在导管具有圆形横截面的情况下，才可能必需具有c形或u形的锚固部6。如图所示，也可能具有能够采取c形或u形的锚固部6。例如，锚固部6可以由通过可铰接的接头而连接起来的圆的多个圆段组成，使得所述圆段中的一些圆段能够径向向内移动，并且因而使得锚固部6总体上暂时采取c形或u形。在这种情况下，能够使锚固部穿过圆形通孔2放置。

在所讨论的示例中，连接元件的数量以及每个连接元件的长度允许由单个工人仅从一侧进行安装。需要一些培训才能直接安装该系统。然而，即使在光线不足的情况下，熟练工人在经过一些培训之后也能够确保例行安装该系统。换句话说，在仅具有用于旋转连接元件的电池驱动的电动螺丝刀的情况下，就能够使用该系统并成功地安装该系统，而周围无需电线。不需要其它部件或工具。代替4个连接元件，也能够根据导管的直径仅使用2个连接元件，或者使用5个或6个甚至更多个连接元件。

实际上，在所附权利要求的框架内，许多其它示例也是可能的。