"APARELHO PARA MANEJO DE MÓDULOS NO MAR"
Esta invenção refere-se à utilização ou recupera- ção de objetos no mar (tais como módulos) e, em particular, a pranchas deslizantes durante a utilização ou recuperação de objetos.
As embarcações, tais como a Far Saga, que podem ser utilizadas em instalações submarinas e operações de ma- nejo de módulos, são comumente equipadas com um reservatório lunar e uma torre de sistema para manejo de módulos (torre MHS) . Estes são utilizados para recuperar/instalar módulos submarinos (abafadores, suspensores aerodinâmicos de contro- le, bombas submarinas, compressor a gás ou qualquer outro conjunto que funcione como uma unidade, mas que possa ser ligado a outras unidades para aumentar a função) de/em gaba- ritos submarinos. Um gabarito submarino é essencialmente uma armação de guia para ajudar no alinhamento dos módulos. 0 módulo ou objeto a ser instalado será comumente posicionado sob a torre MHS (e acima do reservatório lunar) por uma prancha deslizante sobre trilhos deslizantes.
É normal em operações de instalação normal que o módulo e sua ferramenta de assentamento sejam carregados a bordo da embarcação quando no cais e presos à prancha desli- zante sobre os trilhos deslizantes antes da partida para o local de instalação. A ferramenta de assentamento é para transportar o módulo até o gabarito e, em operação, se des- loca sobre arames de guia que ligam a embarcação ao gabari- to. Durante a instalação, a proa da embarcação deve ser sempre orientada contra barlavento. Além disto, a orien- tação do módulo é importante uma vez que os módulos só podem ser instalados na posição e orientação fixadas no gabarito.
Podem surgir problemas quando a orientação do módulo (ou da ferramenta de assentamento), estabelecida durante a mobili- zação da embarcação, já não coincide com o rumo preferido da embarcação quando no local de instalação. Esta situação leva freqüentemente ao adiamento da operação até que as condições do tempo sejam mais adequadas. O módulo e a ferramenta de assentamento devem, portanto, ser colocados sobre a prancha com uma orientação que coincida com a posição final de ins- talação no gabarito, quando a embarcação fica disposta com sua proa contra barlavento.
Quando há um deslocamento grande demais entre o rumo de instalação do módulo e a direção de barlavento, os arames de guia começarão a se torcer, tornando mais difí- cil/impossível assentar a ferramenta de assentamento/módulo sobre os arames de guia. Usualmente pode-se lidar com um deslocamento de 45 graus do rumo de instalação do módulo se a profundidade da água for suficientemente grande (aproxima- damente 200 m mais) . Entretanto, a corrente e o tamanho do módulo (forças de arrasto) também terão um impacto sobre a capacidade de instalação com deslocamento.
Portanto, é necessário que a decisão sobre a posi- ção/orientação que ó módulo terá sobre a prancha seja basea- da na previsão do tempo. Mas a direção do barlavento se al- tera freqüentemente durante o tempo entre a mobilização e a chegada ao local de instalação. Além disto, a previsão do tempo nem sempre é totalmente confiável.
Seria desejável, portanto, se ter uma maneira de alterar a posição da ferramenta de assentamento/módulo (ou qualquer objeto) sobre a prancha deslizante de maneira segu- ra e simples enquanto no mar. Seria também desejável que qualquer solução não exigisse alterações significativas no desenho ou aparelho da embarcação.
Sob um primeiro aspecto da invenção, é apresentada uma prancha para uso sobre os trilhos deslizantes de uma em- barcação, a prancha compreendendo um dispositivo de susten- tação, um dispositivo de montagem, para a montagem de um ob- jeto nela, e pelo menos um dispositivo de atuação preso a um dos elementos da armação, em que, durante o uso, o disposi- tivo de sustentação forma interface com os trilhos deslizan- tes e os dispositivos de atuação são atuáveis de modo faze- rem com que o dispositivo de montagem gire com relação ao dispositivo de sustentação e aos trilhos deslizantes.
Esta capacidade de girar a prancha com um objeto, como uma ferramenta de assentamento e um módulo, montado ne- la significa que a embarcação pode tomar um rumo que é o me- lhor dentro das circunstâncias e condições do tempo enquanto a prancha é simplesmente reposicionada de modo a coincidir com o gabarito, conforme necessário.
Pelo menos parte do dispositivo de sustentação em ambos os lados pode, em uso, encostar na borda interna de um dos trilhos deslizantes, de modo que seja capaz de mover-se só na direção dos trilhos deslizantes. Em uma modalidade, há quatro escoras, uma nas proximidades de cada canto do dispo- sitivo de sustentação.
0 dispositivo de sustentação pode ser montado, de modo a poder girar, sobre a armação de guia, de modo que o dispositivo de montagem seja capaz de girar em volta de seu centro. 0 dispositivo de montagem pode ser ligado ao dispo- sitivo de sustentação por uma montagem articulada localizada de maneira centralizada com relação a ambas as armações.
A prancha pode ter as mesmas dimensões e interfa- ces das palhetas deslizantes padrão.
O dispositivo de atuação pode compreender um ci- lindro hidráulico. O cilindro hidráulico pode ser montado, em uma primeira extremidade, em um dos dispositivos de sus- tentação ou, por meio do dispositivo de montagem, em um pon- to no corpo do cilindro, com a segunda extremidade do cilin- dro hidráulico capaz de atuar contra o outro elemento de ar- mação, de modo que, quando o cutelo é estendido, um dos ele- mentos de armação gira com relação ao outro. O cilindro hi- dráulico pode ser preso ao dispositivo de sustentação em uma primeira extremidade, enquanto o dispositivo de sustentação é dotado de escoras afastadas entre si de maneira uniforme em volta dele, para que a segunda extremidade do cilindro hidráulico atue contra. As escoras podem compreender blocos ou orifícios. Os blocos podem ser, cada um, dotados de um recesso. 0 cilindro hidráulico pode ter uma cabeça para po- sicionamento nos orifícios ou recessos. A cabeça pode ter uma borda inclinada, para impedir que fique localizada e/ou encoste na borda de quaisquer escoras quando se retrai. A estrutura de prancha principal pode ser disposta ou nos dispositivos de sustentação ou no dispositivo de mon- tagem. Se disposta no dispositivo de montagem, o dispositivo de montagem pode compreender uma armação de guia que tem uma largura semelhante à largura entre as bordas internas dos dois trilhos deslizantes. Neste caso, o dispositivo de mon- tagem pode ser disposto de modo a ficar disposto sobre os trilhos deslizantes, quando em uso. Estendendo-se a partir de cada canto da armação de guia, pode haver uma roda ou dispositivo de rodagem para deslocar-se ao longo de uma pis- ta substancialmente circular sobre a superfície interna da estrutura de prancha, de modo a permitir que a estrutura de prancha principal gire com relação à armação de guia. As es- coras para o cilindro hidráulico podem ser também localiza- das sobre a superfície interna da estrutura de prancha. 0 cilindro hidráulico pode ser montado, de modo a poder arti- cular-se, na estrutura de prancha e dotado de um dispositivo de guia para guiar sua segunda extremidade de encontro às escoras. O dispositivo de guia pode ser um cilindro secundá- rio. Em uma modalidade, são apresentados dois cilindros hi- dráulicos principais, cada um deles preso aos cantos opostos dos dispositivos de sustentação, cada um deles tendo um ci- lindro secundário.
Se a estrutura de prancha principal ficar disposta no dispositivo de sustentação, então o dispositivo de sus- tentação pode ser disposto de modo a ficar disposto sobre os trilhos de guia, quando em uso. O dispositivo de montagem pode então compreender um painel substancialmente plano. AS escoras podem ser localizadas no lado inferior do painel, dispostas a intervalos regulares em uma configuração subs- tancialmente circular. 0 cilindro hidráulico pode ser preso ao dispositivo de sustentação de modo que permita o movimen- to em dois eixos geométricos, permitindo assim que a segunda extremidade do cilindro hidráulico seja mantida substancial- mente na trajetória circular feita pelas escòras, e para en- gate/desengate com as/das escoras. Isto pode ser conseguido prendendo-se o cilindro por meio de uma montagem. A segunda extremidade do cilindro hidráulico pode ser disposta de modo a elevar-se de encontro ao lado inferior do dispositivo de montagem devido à ação da gravidade sobre a primeira extre- midade do cilindro. A cabeça do cilindro hidráulico pode ter uma borda inclinada, de modo que não entre em contato com as escoras quando se retrai.
Breve Descrição dos Desenhos
Modalidades da invenção serão agora descritas, a titulo de exemplo, por referência aos desenhos anexos, nos quais:
a figura Ia mostra uma parte do convés principal de uma embarcação adequado para manejar módulos;
a figura Ib mostra a Torre de Sistema de Manejo de Módulos da embarcação da figura la;
as figuras de 2a a 2d mostram uma prancha de acor- do com uma primeira modalidade da invenção de cima, em corte transversal, de um lado e em vista em perspectiva, respecti- vamente ; as figuras de 3a a 3d mostram, em corte transver- sal, a palheta das figuras 2a-2d em diversos estágios de ro- tação;
as figuras 4a e 4b mostram uma prancha de acordo com uma segunda modalidade da invenção a partir de baixo e de um lado;
as figuras 5a-5c mostram, em corte transversal, uma vista em perspectiva e um detalhe, a prancha das figuras 4 a e 4b sendo giradas; e
as figuras de 6a a 6d mostram vistas diferentes de uma forma alternativa de dispositivo de atuação para girar a prancha.
Descrição Detalhada das Modalidades
As figuras Ia e Ib mostram em conjunto uma dispo- sição geral de uma embarcação equipada com um reservatório lunar 130, uma torre de sistema para manejo de módulos (tor- re MHS) 140 e trilhos deslizantes 110, 115. A figura Ia mos- tra uma parte do convés principal de onde pode ser vista claramente a pista principal 110 para os trilhos deslizan- tes, que leva até a área do reservatório lunar 130 sob a torre. Há outros dois conjuntos de pistas laterais 115 para trilhos deslizantes, perpendiculares a estes. A figura Ib mostra a torre MHS em detalhe. Suas pernas 125 são posicio- nadas em locais 120 (figura la) no convés da embarcação. A torre é equipada com guinchos de arame de guia 150.
Em Operações normais, quando a embarcação está a- cima do gabarito, a prancha, com o módulo/ferramenta de as- sentamento, é levada a deslizar ao longo dos trilhos desli- zantes 110 para dentro da torre MHS, por sobre o reservató- rio lunar. A torre MHS é então utilizada para içar o módulo e permitir que a prancha vazia seja levada a deslizar para fora da torre. A portinhola do reservatório lunar pode ser então aberta. A ferramenta de assentamento com o módulo é então abaixada sobre arames de guia até o gabarito.
As figuras de 2a a 2d mostram a prancha 200 de ci- ma, em corte transversal, de um lado e em vista em perspec- tiva, respectivamente. Em cada caso, a prancha 200 é mostra- da sobre os trilhos deslizantes 110. A prancha 200 consiste em uma armação de guia 220, uma armação de prancha principal 230 e dois cilindros hidráulicos principais 240, cada um de- les com um cilindro de guia secundário 260 afim. A armação de guia é dotada de projeções 250 (visíveis na figura 2c) em cada canto. Afastados entre si em volta da armação principal interno 230 há vários blocos de aperto 270. Estendendo-se para fora a partir de cada canto da armação de guia há rodas 280, e em volta da borda interna 285 fica a pista complementar 290.
A armação de guia 220 é aproximadamente tão larga quanto o intervalo entre os trilhos deslizantes 110. As pro- jeções 250 são essencialmente uma cavilha grande através de cada canto da armação de guia 220 e uma arruela (e porca) por sob o flange do trilho. Devido às projeções, a armação de guia 220 só pode mover-se ao longo dos trilhos 110 e não pode alterar sua orientação. A armação de prancha principal 230 fica disposta sobre os trilhos deslizantes 110 e pode ser levada a deslizar ao longo deles. Ela é presa à armação de guia 220 pelo posicionamento das rodas 280 nas pistas 290, de modo que elas possam ser giradas umas com relação às outras, as rodas 280 girando nas pistas 290. De fato, isto significa que a armação de prancha principal 230 pode ser girada com relação à armação de guia 220 e aos trilhos 110, uma vez que a armação de guia não pode ser girada devido às projeções 250.
A prancha total 200 tem as mesmas dimensões exter- nas e interfaces das pranchas deslizantes padrão. Ela é pro- jetada para uma carga projetada de 20 000 kg (20 ton) e é movida por sobre as vigas deslizantes da mesma maneira que as pranchas deslizantes padrão pela utilização de PPUs (Uni- dades de Impulsão-Tração).
Há dois cilindros hidráulicos 240 para girar a ar- mação de prancha principal, cada um com uma extremidade (neste caso, a extremidade do corpo do cilindro) presa, de modo a poder articular-se, aos cantos opostos da armação de guia. A outra extremidade de cada cilindro hidráulico prin- cipal 240 (a haste) é forçada a entrar em contato com um dos blocos de aperto 270 devido à ação dos cilindros de guia 260. Os cilindros hidráulicos principais 240 podem ser então ativados de modo a serem empurrados de encontro aos blocos de aperto 270, fazendo com que a armação de prancha princi- pal 230 gire.
As figuras de 3a a 3d mostram desenhos recortados da prancha 200 à medida que está sendo girada. Para acionar a prancha 200, um fornecimento hidráulico com uma guarnição de válvula é ligado à prancha 200 através de conectores rá- pidos. Na figura 3a, os cilindros hidráulicos principais 240 são, cada um, encaixados de encontro a um bloco de aperto 270a, 270a'. A figura 3b mostra os cilindros hidráulicos principais depois de terem sido estendidos até seu curso completo. O resultado disto é que a armação de prancha prin- cipal 230 é girada com relação à armação de guia fixa 220. Para cada impulso de curso completo do cilindro 260, a pran- cha 200 é girada aproximadamente 22 graus. Cada cilindro hi- dráulico principal 240 pode então ser controlado de modo a retrair-se e entrar novamente em contato com o bloco de a- perto 270b, 270b' seguinte, conforme mostrado na figura 3c, e uma rotação adicional deve ser necessária, ser estendida novamente, de encontro a estes blocos de aperto 270b, 270b'. A figura 3d mostra a prancha 200 após tal extensão adicio- nal. Estas etapas podem ser repetidas tantas vezes quanto necessário. Oito impulsões no total são necessários para uma rotação de 180 graus completa.
As figuras 4a e 4b mostram uma prancha (de baixo e um lado, respectivamente) 400 de acordo com uma outra moda- lidade. Ela compreende uma armação de prancha 410 e, monta- do, de modo a poder girar, a esta por meio do pivô central 415, o topo de prancha 420. Um cilindro hidráulico 430 é preso à armação de prancha por meio da montagem 450. Na ex- tremidade da haste do cilindro fica uma cabeça 440, que en- costa nos blocos de aperto 460 rebaixados. Nesta modalidade, a armação de prancha constitui a estrutura de sustentação. É esta estrutura que fica disposta sobre os trilhos e tem pro- jeções (não mostradas), semelhantes às projeções 250 da fi- gura 2c, para mantê-la no trilho da mesma maneira como an- tes. 0 topo de prancha 420 é essencialmente um painel plano com blocos de aperto 460, disposto em seu lado inferior em uma configuração circular, conforme mostrado.
As figuras 5a e 5b mostram a prancha (de baixo) após uma extensão do cilindro hidráulico 430. 0 principio de como esta prancha funciona é semelhante ao da modalidade an- terior. A montagem 450 permite que o cilindro se articule em 2 direções, uma permitindo que a cabeça 440 da haste do ci- lindro siga o padrão circular dos blocos de aperto. A outra direção é para inclinar o cilindro, de modo a permitir que ele entre em contato com os blocos de aperto. A cabeça 440 do cilindro hidráulico atua de encontro ao bloco de aperto 460, o bloco de aperto tendo um recesso para corresponder à conformação da cabeça 440, sob força da gravidade, uma vez que a carcaça do cilindro é mais pesada que o pistão/haste com cabeça. Isto é porque a montagem 450 está próxima da ex- tremidade da haste do cilindro e, quando o cilindro 450 se retrai, há pouco peso sobre o lado da cabeça de cilindro 440 da montagem 450 e mais peso sobre a outra extremidade. O ci- lindro, portanto, se inclinará até que a cabeça esteja em contato com o topo 420 da prancha. Além disto, quando o ci- lindro se estende, enquanto mais peso é transferido para o lado de cabeça da junção e a cabeça de cilindro 440 atinge também um momento mais longo em volta da junção, o volume no cilindro é enchido com óleo hidráulico, assegurando que o centro de gravidade permaneça no mesmo lado da montagem 450.
Isto faz com que o topo da prancha gire em volta de seu eixo geométrico aproximadamente 30 graus, conforme mostrado. A haste do cilindro 430 pode então retrair-se. A cabeça tem uma borda posterior inclinada, de modo que não entre em con- tato com a haste agarradora seguinte à medida que se retrai, mas seja defletida sob ela. Quando completamente retraída, ela pode então estender-se novamente de encontro a este blo- co de aperto seguinte como antes. Este processo pode ser re- petido tão freqüentemente quanto necessário.
A figura 5c mostra uma vista minuciosa da montagem de cilindro 450 para esta modalidade. Ela mostra o cilindro 430 sendo retido em uma braçadeira 470, que é montada, de modo a poder articular-se, no interior da montagem 430. Isto permite que o cilindro se mova em volta de dois eixos geomé- tricos, conforme explicado anteriormente.
As figuras de 6a a 6d mostram várias vistas de um sistema de atuação alternativo para girar o topo 420 da prancha. Ele compreende um cilindro hidráulico 600 com a haste de cilindro 610 e uma cabeça 620. Este cilindro é em grande parte semelhante ao cilindro hidráulico 430 da figura 4 e pode ser montado na prancha da mesma maneira. São também apresentados vários orifícios 640 no lado inferior do topo de prancha para que a cabeça 620 se posicione neles. Quando posicionada em um orifício 640, a haste 610 pode estender-se como antes, a cabeça encostando na borda do orifício, fazen- do com que o topo 420 da prancha gire. Estes orifícios 640 podem ser furados diretamente no topo 420 da prancha ou em uma tira 630, conforme mostrado aqui, a tira presa então ao lado inferior do topo 420 da prancha. Os orifícios devem formar uma configuração circular, à semelhança dos blocos de aperto. A cabeça 620 tem uma borda inclinada 650 para impe- dir que seja posicionada e/ou encoste na borda de quaisquer orifícios 640 quando se retrai, e é ao invés defletida para fora do orifício. Um sistema de atuação semelhante pode ser também considerado para a prancha da figura 2, tendo orifí- cios ao longo da borda interna da armação de prancha princi- pal 230.
O exemplo acima é para esclarecimento apenas, e outras modalidades e variações podem ser consideradas sem que se abandonem o espírito e o alcance da invenção. Por e- xemplo, pode haver diferentes dispositivos utilizados para girar a armação de prancha principal, outros que não cilin- dros hidráulicos. Qualquer número de cilindros hidráulicos pode ser utilizado, assim como qualquer número de blocos de aperto/orifícios.