EA005053B1

EA005053B1 - Устройство и способ опускания/поднятия объекта в/из текучую среду/текучей среды

Info

Publication number: EA005053B1
Application number: EA200201004A
Authority: EA
Inventors: Франсуа Бернар
Original assignee: Франсуа Бернар
Priority date: 2000-03-20
Filing date: 2000-03-20
Publication date: 2004-10-28
Also published as: NO20024433L; NO20024433D0; WO2001070564A1; ES2230083T3; MXPA02009190A; CN1450966A; CA2401586A1; AU776691B2; DE60015608D1; AU3465200A; JP2003528002A; DK1265782T3; ATE281344T1; EP1265782A1; US6769840B1; EA200201004A1; BR0017170A; EP1265782B1

Abstract

Изобретение относится к устройству и способу для опускания/поднимания объекта в/из жидкой среды, например моря, посредством по меньшей мере первого и второго кабелей, соединяемых с объектом, при этом устройство содержит средство в виде лебедки для наматывания и сматывания кабелей для обеспечения возможности перемещения объекта относительно устройства, которое снабжено устройством для соединения кабелей в пучок при сматывании для того, чтобы обеспечить единую кабельную сборку между устройством и объектом во время опускания объекта. Устройство и способ согласно настоящему изобретению могут быть использованы не только для соединения кабелей в пучок при сматывании кабелей во время опускания, но и для снятия соединяющих в пучок элементов с кабелей при наматывании во время подъема на борт.

Description

Изобретение относится к устройству для опускания/поднятия объекта в/из текущую среду/текущей среды, например моря, посредством, по меньшей мере, первого и второго кабелей, соединяемых с объектом, при этом устройство содержит средство в виде лебедки для наматывания и сматывания кабелей для того, чтобы обеспечить возможность перемещения объекта относительно устройства.

Устройство и способ согласно настоящему изобретению могут быть использованы для опускания объекта, например, с судна к морскому дну. Известно использование нескольких кабелей для соединения такого объекта с судном. Первым кабелем является кабель, несущий груз, а вторым кабелем - кабель для передачи данных и электроэнергии. В этом тексте ссылка будет делаться на такой подъемный кабель и на такой передающий кабель. Однако следует отметить, что настоящее изобретение может быть также использовано при опускании объекта с применением трех или большего количества кабелей посредством приспосабливания основной конструкции устройства.

Кабель, несущий груз, и кабель для передачи данных и электроэнергии при опускании груза в море будут иметь разный профиль обтекания и, следовательно, разный профиль сопротивления. Особенно при опускании на большую глубину всегда будет существовать риск натяжения кабелей течением и их спутывания друг с другом.

Целью настоящего изобретения является создание устройства и способа для опускания объекта, например, с судна к морскому дну без риска спутывания кабелей, при этом обеспечивая больший контроль за кабелями при опускании объекта.

Согласно настоящему изобретению эта цель достигается посредством наличия устройства для соединения кабелей в пучок при их сматывании для обеспечения единой кабельной сборки между устройством и объектом во время опускания объекта.

Благодаря этой мере сила смещения будет прилагаться к сборке кабелей, а не к отдельным кабелям, и, следовательно, может быть улучшен контроль за их движением.

Согласно изобретению устройство для соединения кабелей в пучок может быть выполнено с возможностью охвата первого и второго кабелей посредством отдельных, соединяющих в пучок элементов. Этими отдельными, соединяющими в пучок элементами предпочтительно являются кольца или хомуты.

Для того чтобы можно было использовать устройство не только во время опускания, но также и во время подъема на борт, предпочитается выполнять устройство для соединения в пучок с возможностью надевания соединяющих в пучок элементов на кабели и снятия с них.

Согласно одному варианту осуществления изобретения устройство для соединения в пучок снабжено накопителем для соединяющих в пучок элементов, как, например, хомутов. Кроме того, устройство для соединения в пучок снабжено раздатчиком, способным передвигаться между позицией вблизи накопителя для подачи одного или большего числа хомутов к раздатчику и позицией соединения кабелей вблизи пути перемещения кабелей через или вдоль устройства для надевания хомутов на, по меньшей мере, первый и второй кабели.

Для надевания хомутов на кабельную сборку и снятия с нее раздатчик снабжен средством для раскрытия и закрытия хомута, содержащим открывающие и закрывающие штифты, которые взаимодействуют с соответствующими отверстиями в хомутах. В одном из вариантов осуществления изобретения штифты для раскрытия и закрытия хомута закреплены на первом и втором рычагах, соединенных с единственным исполнительным элементом. Исполнительным элементом может быть пневмоцилиндр.

В качестве альтернативы устройство для соединения в пучок может быть снабжено кабеленаправляющим устройством для направления кабелей вдоль позиции соединения кабелей.

В качестве альтернативы средство для соединения в пучок может быть выполнено с возможностью охвата первого и второго кабелей посредством непрерывной оболочки, при этом средство для соединения в пучок выполнено с возможностью охвата первого и второго кабелей посредством пленочной оболочки.

В качестве другой альтернативы устройство для соединения в пучок выполнено с возможностью соединения первого и второго кабелей посредством непрерывного защелкивающегося фиксатора.

Устройство согласно изобретению предпочтительно снабжено первой лебедкой для наматывания и сматывания первого кабеля и второй лебедкой для наматывания и сматывания второго кабеля, при этом первая и вторая лебедки снабжены средствами управления, которые взаимодействуют для того, чтобы синхронизировать скорости первого и второго кабелей. Кроме того, устройство может содержать измерительное средство для измерения перемещения первой лебедки, которое через процессорное средство соединено со средством управления второй лебедкой для регулирования скорости второй лебедки в зависимости от скорости первой лебедки.

Для того чтобы обеспечить безопасное и надежное соединение соединяющих в пучок элементов с кабелями, устройство снабжено измерительным средством для измерения скорости кабелей относительно устройства, при этом измерительное средство соединено с устройством через процессорное средство, как, например, компьютер, для управления устройством в зависимости от скорости кабелей.

Согласно возможному варианту осуществления изобретения устройство снабжено рамой, несущей шкив для направления кабелей, при этом устройство для соединения в пучок расположено после шкива относительно перемещения кабеля во время опускания, а шкив снабжен двойным ручьем для помещения первого и второго кабелей для синхронизации скоростей обоих кабелей.

Кроме того, изобретение относится к хомуту, выполненному с возможностью принятия первого и второго кабелей и перемещения из первой позиции для приема кабелей ко второй позиции, в которой хомут закрывают для охвата кабелей, при этом хомут снабжен защелкивающимся фиксатором. Хомут согласно изобретению снабжен двумя или большим числом сквозных отверстий, выполненных с возможностью приема раскрывающих и закрывающих штифтов. Хомут содержит сравнительно жесткую часть для приема первого кабеля, примыкающую к сравнительно гибкой части для приема второго кабеля, при этом защелкивающийся фиксатор находится в сравнительно гибкой части.

Согласно другому аспекту изобретения оно относится к способу опускания груза в жидкость, например в море, при этом груз поднимают и опускают посредством, по меньшей мере, первого и второго кабелей.

Способ согласно изобретению отличается тем, что до опускания кабелей в воду первый и второй кабели соединяют для образования единой кабельной сборки.

Согласно изобретению кабели соединяют посредством отдельных, соединяющих в пучок элементов, при этом отдельные, соединяющие в пучок элементы взаимно соединяют нитями; при этом следующий, соединяющий в пучок элемент взаимодействует с кабелями посредством оттягивания других, соединяющих в пучок элементов к кабелям вследствие взаимосоединения; причем используют скорость кабеля для взаимодействия соединяющего в пучок элемента с кабелем.

В качестве альтернативы кабели соединяют посредством непрерывного, соединяющего в пучок элемента, который имеет вид непрерывного защелкивающегося фиксирующего элемента, причем элементы выполняют с возможностью приема, по меньшей мере, первого и второго кабелей. Кроме того, кабели могут быть соединены посредством оплетки.

Изобретение будет описано со ссылкой на сопроводительные чертежи, где фиг. 1 показывает судно для опускания объекта, при этом объект соединен с судном посредством двух кабелей, которые свободно перемещаются друг относительно друга, фиг. 2 - опускание объекта согласно настоящему изобретению, при этом первый и второй кабели соединены в пучок, фиг. 3 схематически показывает возможное расположение на судне устройства для соединения в пучок согласно настоящему изобретению, фиг. 4 - устройство согласно изобретению для соединения в пучок первого и второго кабелей, фиг. 5 подробнее показывает устройство согласно фиг. 4, фиг. 6 - основные формы элементов для соединения первого и второго кабелей, фиг. 7 - предпочтительный вариант осуществления хомута согласно настоящему изобретению, фиг. 8 - другой вариант осуществления хомута, снабженного пружиной растяжения, фиг. 9 - другой вариант осуществления хомута согласно настоящему изобретению, снабженного пружиной сжатия, фиг. 10 - силы, прилагаемые к хомуту, используемому для соединения в пучок первого и второго кабелей, фиг. 11 - другой механизм для раскрытия и закрытия хомута согласно настоящему изобретению, фиг. 12 - устройство для раскрытия и закрытия хомута с использованием неподвижных штифтов, фиг. 13 - хомут, используемый с устройством по фиг. 12, фиг. 14 - другой вариант осуществления элемента для соединения первого и второго кабелей, фиг. 15 - соединительный элемент в виде непрерывной раскрытой ленты для соединения первого и второго кабелей, фиг. 16 - непрерывный защелкивающийся фиксатор для соединения первого и второго кабелей, фиг. 17 - оплеточное колесо для соединения первого и второго кабелей,

На фиг. 1 показано судно 1, снабженное средством 2 для опускания объекта 3. Объект 3 соединен со средством опускания кабелями 4 и 5. Кабель 4 - это кабель, несущий груз, или подъемный кабель, а кабель 5 - это кабель для передачи данных и электроэнергии. Оба кабеля 4, 5 будут иметь разный профиль обтекания. Как схематически показано на фиг. 1, кабели будут свободными в воде и будут перемещаться относительно друг друга. Следовательно, будет существовать опасность спутывания обоих кабелей 4, 5. Кроме того, когда оба кабеля 4, 5 будут независимо двигаться в воде, то будет подвергаться опасности контроль за перемещением объекта 3 относительно судна 1.

На фиг. 2 показано судно 1, с которого опускают объект 3Ь посредством опускающего устройства 2. Как видно на фиг. 2, первый и второй кабели 4, 5 соединены друг с другом с помощью средств соединения в пучок. Эти средства могут быть в виде хомутов, которые будут описаны ниже. Объектом 3а на фиг. 2 может быть ПроМастер, описанный в ранее поданной международной заявке ΡΟΤ/ΝΣ 99/00242. Благодаря соединению между собой обоих кабелей 4, 5 не существует никакой опасности их спутывания. Кроме того, может быть достигнуто более точное управление ПроМастером 3Ь относительно судна, чем в том случае, когда оба кабеля были бы свободными для движения независимо друг от друга.

На фиг. 3 схематически показано средство для опускания ПроМастера 3Ь. Это средство содержит А-раму 6, которая подвижно соединена с судном 1. Кроме того, средство снабжено лебедками 7а и 7Ь для наматывания и сматывания обоих кабелей 4 и 5. Первая лебедка 7а будет называться главной лебедкой. Эту лебедку используют для наматывания и сматывания кабеля 4, несущего груз. Этот кабель может быть, например, из синтетического материала. Вторая лебедка 7Ь будет называться лебедкой для передающего кабеля 5. Эта лебедка будет использоваться для наматывания и сматывания передающего кабеля 5, синхронизируемого с точки зрения управления, при этом контролируется натяжение. Между лебедками 7 и шкивом 8 (прикреплен к А-раме 6) расположено устройство 10 согласно настоящему изобретению (в качестве одного из возможных вариантов осуществления изобретения). Расположение устройства 10 на фиг. 3 может быть названо расположением со стороны судна. Кроме того, возможно расположение устройства 10 напротив шкива 8. В этом случае расположением устройства 10 будет расположение со стороны воды. Устройство 10 может быть названо системой накопления, передачи, прикрепления и удаления (8ΤΑΚ), так как при сматывании кабелей соединяющие в пучок средства, как, например, хомуты, будут передаваться от накопителя к кабелям для прикрепления к ним. При наматывании кабелей необходимо удалить соединяющие в пучок средства, чтобы можно было наматывать оба кабеля, т. е. каждый кабель на соответствующую лебедку при контролируемых скорости и натяжении.

На фиг. 4 показан возможный вариант осуществления устройства 10 согласно настоящему изобретению. Устройство 10 содержит накопитель 11, в котором находятся многочисленные пакеты 12, содержащие каждый хомуты 13. Из накопителя 11 отдельные хомуты 13 могут быть поданы в раздатчик 14, который выполнен с возможностью перемещения хомутов к кабелям 4, 5, собираемым в пучок, и крепления хомутов вокруг кабельной сборки 4, 5. Зная, что хомут будет оказывать большее давление на подъемный кабель/трос, чем на передающий кабель, сечение хомута выбирают на 1 мм больше, чем сечение передающего кабеля для того, чтобы последний мог перемещаться вертикально с несколько другой скоростью, чем подъемный кабель/трос. Накопитель 11 выполнен с возможностью перемещения на направляющих 15, которые, по существу, перпендикулярны направлению перемещения раздатчика 14. Для того чтобы обеспечить надежное и правильное расположение каждого хомута вокруг кабельной сборки 4, 5, имеется дополнительное направляющее средство 16, которое в данном варианте осуществления изобретения показано как шкивы и предназначено для направления кабельной сборки через устройство 10. Следовательно, известно расстояние между кабельной сборкой 4, 5 и раздатчиком 14 во время надевания хомутов на кабельную сборку 4, 5 и снятия их с нее. Далее будет подробно описано устройство 10 и его принцип действия, при этом ссылка будет сделана на «позицию накопления», являющуюся возможным положением накопителя 11. В позиции накопления хомут передается от накопителя к раздатчику или наоборот. Дополнительная ссылка будет сделана на «позицию соединения кабелей», являющуюся возможным положением раздатчика 14 и хомута

13. В этой позиции хомут 13 может быть соединен с кабелями 4, 5 или отсоединен от них.

Раздатчик 14 содержит каретку 20. Каретка 20 раздатчика перемещается в плоскости для перемещения хомута 13 из «позиции накопления» к «позиции соединения кабелей». Это перемещение осуществляется посредством цилиндра 21 для раскрытия хомутов (см. фиг. 5). Кроме того, раздатчик 14 содержит цилиндр 22 для выталкивания хомутов. Этот цилиндр будет использоваться при снятии хомута с кабельной сборки 4, 5. Посредством цилиндра 22 хомут 13 будет выталкиваться с направляющих шпилек 23 (см. фиг. 5) на направляющие стержни 24, которые имеются в накопителе. Кроме того, раздатчик 14 содержит цилиндр 25. Этот цилиндр 25 раздатчика будет использоваться для перемещения каретки 20 от позиции накопления к позиции соединения кабелей и наоборот. Устройство содержит дополнительный цилиндр 26. Этот цилиндр называется подъемным цилиндром и используется для выталкивания пакета хомутов 12 вверх к раздатчику 14.

Как показано на фиг. 4, имеются два направляющих стержня 24. Оба направляющих стержня 24 входят в отверстия, имеющиеся в хомуте 13. Направляющие стержни используются для точного размещения хомутов во время их накопления. Согласно фиг. 4 направляющие стержни расположены вровень с направляющими штифтами 23, которые имеются в раздатчике.

Кроме того, устройство 10 содержит цилиндр 27 накопителя. Этот цилиндр 27 накопителя используется для перемещения накопителя 11 к позиции накопления и от нее.

На фиг. 5 показан вид снизу устройства 14 по фиг. 4. На фиг. 5 показан цилиндр 21 для раскрытия хомутов, который используется для перемещения раскрывающих рычагов 28. Оба раскрывающих рычага 28 снабжены направляющими штифтами 23. Оба направляющих штифта 23 вставляют в соответствующие отверстия, выполненные в хомутах 13. Направляющие штифты используются для раскрытия хомутов посредством передачи движения от раскрывающих рычагов 28. Оба раскрывающих рычага 28 шарнирно соединены с раздатчиком 14, чтобы передавать движение цилиндра 21 к направляющим штифтам 23.

При использовании устройства согласно фиг. 4 и 5 для опускания груза с судна 1 посредством первого и второго кабелей 4, 5 важно обеспечить связь между системой компенсации качки, имеющейся на судне, и устройством 10 согласно фиг. 4 и 5. Вследствие систем компенсации качки кабели будут перемещаться вверх и вниз относительно устройства 10 при наматывании кабелей 4, 5 и при сматывании кабелей с высокой скоростью. Следовательно, устройство согласно настоящему изобретению должно будет работать при высокой скорости. Скорость кабеля относительно судна может быть вплоть до 2,3 м/с. Это потребует очень быстрого перемещения самого устройства.

Для того чтобы обеспечить надежное и правильное соединение хомутов с кабелями, предпочтительно иметь возможность для измерения скорости кабелей относительно судна и самого устройства. Поэтому имеются измерительные средства (не показаны) для измерения скоростей соответствующих кабелей. Эти измерительные средства могут быть соединены с процессорным средством, как, например, компьютером (не показан). Это процессорное средство должно быть выполнено с возможностью обработки данных, получаемых измерительными средствами, чтобы можно было соответствующим образом управлять устройством для соединения в пучок.

Согласно настоящему изобретению полезно следить за компенсацией качки, которая воздействует на главную лебедку 7а, для того, чтобы контролировать перемещение груза относительно морского дна. Влияние компенсации качки на главную лебедку будет называться «главной компенсацией». Постоянное натяжение на лебедке 7Ь для передающего кабеля будет «подчинено» компенсации на главной лебедке. Следовательно, будут связаны между собой перемещения обоих кабелей 4, 5 относительно судна и, таким образом, относительно устройства 10.

Ввиду того, что устройство 10 согласно настоящему изобретению способно взаимодействовать с системой компенсации качки на грузоподъемной машине судна, существует различие между наматыванием и сматыванием кабелей. Когда общим направлением кабелей 4, 5 является сматывание, то может возникнуть си туация, когда система компенсации качки потребует наматывания кабелей 4, 5 непосредственно после надевания хомута 13. В этом случае хомут 13 должен быть снова отсоединен от кабелей 4, 5. При данном состоянии устройства 10 раздатчик 14 сохраняет свое положение в позиции соединения кабелей (точке перехода к кабелям). Затем надевают хомут 13 на кабели 4, 5 и снимают с них, пока длина перемещения кабелей 4, 5 не станет больше, чем длина перемещения вследствие компенсации качки. Только тогда раздатчик 14 отводится назад к позиции накопления (точке перехода к раздатчику), где новый хомут 13 передается из накопителя 11 к раздатчику 14.

Когда общим направлением кабелей является наматывание, раздатчик 14 снимает хомут 13 с кабельной сборки 4, 5, как только хомут 13 достигает позиции соединения кабелей (точки перехода к кабелям). Раздатчик 14 сразу же отводится назад к позиции накопления, и хомут 13 укладывается обратно в накопитель 11. После этого раздатчик 14 возвращается к позиции соединения кабелей и находится в готовности для снятия следующего хомута с кабельной сборки 4, 5.

Благодаря вышеописанному способу компенсации качки накопитель 11 и раздатчик 14 могут быть выполнены как отдельные элементы устройства 10.

С устройством 10 согласно настоящему изобретению может быть использован хомут 13 трех основных типов. Эти основные типы хомута показаны соответственно на фиг. 6а, 6Ь и 6с. При форме хомута, показанной на фиг. 6а, требуется большое отверстие в хомуте, позволяющее размешать кабель 4, несущий груз, и передающий кабель 5.

При форме хомута, показанной на фиг. 6Ь, хомут полностью охватывает оба кабеля 4, 5.

На фиг. 6с показана другая форма хомута для полного охвата обоих кабелей 4, 5. При использовании хомута, показанного на фиг. 6с, кабель 4, несущий груз, будет плотно зажат хомутом. Больший по размеру передающий кабель является уязвимым, и поэтому сила зажима снаружи этого передающего кабеля 5 не может быть слишком большой. Поэтому полезно не превышать силу зажима хомутом передающего кабеля 5.

На фиг. 7 показан возможный вариант осуществления хомута 13 типа, изображенного на фиг. 6с. На фиг. 7 хомут 13 показан сплошными линиями в закрытом состоянии и штрихпунктирными линиями - в раскрытом состоянии для приема первого и второго кабелей. Хомут 13 способен принимать первый (меньший) подъемный кабель и больший по размеру передающий кабель (кабель для передачи данных). Для того чтобы можно было оставить кабель для передачи данных, по существу, свободным (ограничивать силу зажима на кабель для пере дачи данных извне), используется сравнительно жесткая нижняя часть 30 для помещения передающего кабеля. В этой сравнительно жесткой части хомута 13 имеется шарнир 31 для возможности раскрытия хомута 13. Жесткая часть 30 посредством отверстий 32 соединена с гибкой частью 31. Отверстия 32 выполнены с возможностью помещения в них штифтов, которые образуют часть механизма раскрытия и закрытия хомутов. Имеется дополнительное отверстие 33 для приема дополнительного штифта, являющегося частью механизма раскрытия и закрытия хомута. Сравнительно жесткая нижняя часть 30 соединена с более гибкой верхней частью 34. При использовании хомута верхняя часть служит для помещения кабеля 4, несущего груз. Первый механизм раскрытия и закрытия хомута описывается со ссылкой на фиг. 4 и 5. Другой механизм раскрытия и закрытия хомута будет описан со ссылкой на фиг. 12.

Хомут, показанный на фиг. 7, можно изготовить литьем под давлением. Предпочтительно изготавливать хомуты в раскрытом состоянии, показанном штрихпунктирными линиями на фиг. 7. Это выгодно при хранении хомутов, когда они будут в раскрытом состоянии и, следовательно, свободными от напряжений. Если устройство сконструировано таким образом, что хомуты в устройстве 10 будут иметь фрикционное соединение со штифтами соответственно

23, 24, то тогда хомуты следует изготавливать с состоянием, промежуточным между полностью закрытым и полностью раскрытым состояниями. При раскрытом состоянии хомуты тогда будут прилагать обычную силу к штифтам 23,

24. Хомуты могли быть изготовлены, например, из полипропилена (ПП) или «Карилона». Оба материала используются для литья под давлением и обладают высокой химической стойкостью. «Карилон» - более дорогой материал, но имеет даже более высокую химическую стойкость и долговечность, чем ПП.

Для увеличения силы зажима, прилагаемой к кабелям, к хомуту может быть добавлена пружина. На фиг. 8 показан первый вариант осуществления хомута, снабженного пружиной растяжения 40.

На фиг. 9 показан другой вариант осуществления хомута, когда он снабжен пружиной сжатия 41. Пружины 40, 41, показанные на фиг. 8 и 9, могут быть использованы вместо или в дополнение к механизму закрытия хомута, показанному на фиг. 7.

На фиг. 10 показаны силы, действующие от кабелей на хомут 13. Хомут 13 показан схематически. Кабели 4, 5 фактически не имеют никакой жесткости при изгибе, и для того, чтобы прилагать горизонтальное усилие, кабели 4, 5 должны находиться под определенным углом. Горизонтальная составляющая силы натяжения кабелей равна силе зажима. Так как натяжение кабелей будет большим, то углы будут незначи тельными. Для подъемного кабеля 4 с предварительным натяжением в 160000 Н угол будет равен 8ίη((1252/2)/160000)=0,22°. Можно не учитывать возможный удар о хомут.

При приложении к хомуту силы Е>2000 Н и изготовлении хомута из ПП толщина хомута для зажима стандартного кабеля, несущего груз, и стандартного передающего кабеля будет равна приблизительно 30 мм.

На фиг. 11 показан другой вариант осуществления механизма 50 раскрытия и закрытия хомута, например, для использования в раздатчике 14 устройства, показанного на фиг. 4. Механизм 50 содержит один цилиндр 51 для раскрытия хомута, соединенный с первым поворотным элементом 52. Этот поворотный (шарнирный) элемент 52 снабжен цилиндром 53 запирания. Цилиндр 53 запирания соединен с рычагом 54, снабженным запирающим штифтом. Этот рычаг содержит запирающий штифт 55 для раскрытия и закрытия хомута 13. Кроме того, механизм 50 содержит второй поворотный элемент 56, снабженный штифтом 57 на своем конце.

При использовании устройства скорость считывания и наматывания кабелей 4, 5 относительно устройства 10 согласно настоящему изобретению будет высокой, так что имеется мало времени для соединения хомута с кабельной сборкой 4, 5 и отсоединения от нее. Чтобы увеличить доступное время, направление прикрепления и удаления хомутов можно выбрать перпендикулярным к направлению перемещения кабелей. Согласно этому варианту осуществления изобретения хомуты 13 будут раскрываться и закрываться посредством направляющих штифтов, по которым могут перемещаться хомуты 13, соединенные с кабелями 4, 5 или отсоединенные от них. Увеличение длины направляющих штифтов 60 будет приводить к увеличению времени, имеющегося для отсоединения или присоединения хомута 13. На фиг. 12 показан возможный вариант осуществления направляющих штифтов 60. При перемещении хомута 13 вниз по направляющим штифтам 60 он может закрываться, а при перемещении хомута вверх по направляющим штифтам 60 он будет раскрываться.

Длина штифтов 60 определяет время, необходимое для раскрытия и закрытия хомутов 13. Например, если хомут имеет высоту 50 мм, а штифты имеют длину 100 мм, то максимальное расстояние перемещения составляет 50 мм. При максимальной скорости 2,4 м/с время закрытия/раскрытия будет составлять 0,02 с. Даже при использовании пневмоцилиндров это является очень коротким временем. Для обычного цилиндра диаметром 50 мм и с длиной хода поршня 50 мм требуется 0,3 с для полного перемещения поршня. Масса, которая должна быть ускорена, является сравнительно небольшой, и расстояние перемещения может быть небольшим, но сила раскрытия может быть большой.

При увеличении длины штифтов увеличивается интервал времени для операций раскрытия/закрытия. Однако длина штифтов ограничена. Если штифты будут слишком длинными, то будет потеряна жесткость и, следовательно, точность. Диаметр штифтов составляет порядка 10 мм, и, как полагают, невозможна длина в 1000 мм. Для решения этой проблемы выбором является использование в хомуте пазов вместо отверстий, как это показано на фиг. 13. Теперь штифты можно поддерживать, а их длина больше не ограничена. При длине штифтов 750 мм время раскрытия/закрытия будет приблизительно 0,3 с. Как показано на фиг. 12, направляющие штифты 60 будут неподвижными, но изогнутыми, так чтобы хомут автоматически закрывался или раскрывался, если его заставлять перемещаться по этим штифтам. Если трение между кабелем и хомутом является достаточно большим, то кабель может перемещать хомуты по неподвижным изогнутым штифтам. Если трение между кабелями 4, 5 и хомутом 13 не является достаточно большим или когда кабели находятся в состоянии покоя, хомут 13 должен быстро перемещаться по штифтам. При этом механизме устраняется влияние скорости кабеля на конструкцию.

При использовании механизма закрытия и раскрытия хомута, описанного со ссылкой на фиг. 12 и 13, накопитель может быть снабжен направляющими штифтами 60. Если хомут 13 должен быть снят с кабелей, то он может иметь любое положение на штифтах 60. Существует необходимость в устройстве для перемещения хомута из этого положения обратно к месту накопления. Если хомут должен быть надет на кабели, то он должен находиться наверху штифтов 60, чтобы можно было использовать полную длину перемещения. Из этого следует, что если место накопления хомутов 13 находится выше штифтов, то это последнее перемещение намного меньше, результатом чего является более дешевая и более быстрая система.

Что касается неподвижных штифтов 60 по фиг. 12, то имеется другое важное преимущество в размещении накопителя выше раздатчика. Хомут 13 будет закрываться при его высвобождении внизу штифтов 60 и раскрываться и становиться ненапряженным при его высвобождении наверху штифтов 60, теперь в состоянии готовности к подаче в накопитель.

В данном описании ссылка делается на возможность соединения в пучок, по меньшей мере, первого и второго кабелей, например кабеля 4, несущего груз, и передающего кабеля 5. Кроме того, в описании в качестве средств соединения в пучок описываются хомуты 13, например, со ссылкой на фиг. 7, 8, 9 и 13. Однако в качестве альтернативы может быть использовано несколько других возможностей для со единения в пучок, по меньшей мере, первого и второго кабелей, например, при опускании груза с судна на морское дно. На фиг. 14 показано первое альтернативное техническое решение. На этой фигуре средства для соединения в пучок, как, например, хомуты 70, надевают на кабельную сборку 71. При техническом решении, показанном на фиг. 14, соединительные средства 70 взаимосвязаны нитями 72. Из накопителя (не показан) взаимосвязанные средства 70 будут подаваться к кабельной сборке 71.

На фиг. 15 показана другая возможность соединения в пучок двух или большего числа кабелей, причем в этом случае соединительное средство состоит из непрерывной фольги 80 с прикрепленным к ней средством закрытия. Фольга подается к кабельной сборке 82 и затем закрывается. Ссылочным номером 81 обозначено средство закрывания, как, например, застежка-«молния», застежка-«липучка» «Велкро», защелкивающаяся застежка или застежка с крюками и проволокой.

Преимуществом этого технического решения является то, что лента может быть смотана и, таким образом, может быть заменена без разъединения кабелей. При этом техническом решении застежка «Велкро», по-видимому, является наиболее возможным средством соединения фольги ввиду требующейся высокой скорости, прочности застежки, малой точности во время застегивания и большого количества циклов. Застежка «Велкро» содержит две разные ленты-«липучки». При застегивании застежки «Велкро» требуется лишь сжать ее с обеих сторон. Конструкция застежки-«липучки» зависит от технических требований, как, например, количества циклов, прочности и т.д. Существуют типы застежек «Велкро», которые можно расстегнуть или застегнуть тысячи раз. Прочность обычных застежек «Велкро» ниже, чем прочность у вышеупомянутых типов застежек «Велкро», лишь на незначительное количество циклов.

На фиг. 16 показана другая альтернатива для соединения передающего кабеля 5 и несущего кабеля 4. В этом случае оба кабеля 4, 5 соединены посредством непрерывной ленты 90, которая удерживает кабели 4, 5 в защелкивающемся фиксаторе. Таким образом, механизмом фиксации является гибкость ленты 90. Следовательно, ленту 90 лучше всего изготавливать из термопласта. Ввиду того, что лента 90 является непрерывной, сила зажима на единицу длины может быть небольшой по сравнению со способом использования отдельных зажимов. Преимуществом этого способа является то, что кабели защищены на большой части своей поверхности.

В варианте, показанном на фиг. 16, образование оболочки из непрерывной ленты может осуществляться у шкивов только со стороны судна. Таким образом, оболочка не должна повреждаться шкивами. Для уменьшения давления на поверхность шкива и, таким образом, на обо лочку 90 может быть использован шкив большего диаметра. Материал оболочки 90 должен быть способен выдерживать это давление без повреждения.

На фиг. 17 показана другая возможность для соединения первого и второго кабелей 4, 5. В действительности, на фиг. 17 показано оплеточное колесо 100, имеющее четыре головки 101, каждая из которых выполнена с возможностью наносить пряжу из волокон на кабели 4, 5. Процесс плетения, показанный на фиг. 17, широко применяется в других отраслях промышленности, как, например, в текстильной промышленности, где плетение применяется для производства пряжи из волокон, и в промышленности композиционных материалов для производства углеродного и стеклянного волокна. Согласно изобретению возможный процесс образования оплетки должен быть обратимым.

В настоящем изобретении ссылка делается на устройство и способ для опускания объекта в воду. Следует отметить, что устройство и способ согласно настоящему изобретению могут быть также использованы во время подъема на борт. При наматывании кабелей соединяющие в пучок элементы могут быть удалены с кабелей, чтобы можно было раздельно наматывать кабели.

Следует отметить, что на основе данного описания специалист в данной области техники может применить и аналогичные технические решения для соединения первого и второго кабелей при опускании груза, например, с судна к морскому дну. Такие модификации также подпадают под объем патентных притязаний согласно формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для опускания/поднятия объекта в/из текучей среды, например моря, посредством, по меньшей мере, первого и второго кабелей, таких как несущий нагрузку кабель и кабель для передачи данных и электроэнергии, соединяемых с объектом, при этом устройство содержит первое и второе средства в виде лебедки для соответственно наматывания и сматывания первого и второго кабелей для обеспечения возможности перемещения объекта относительно устройства, средство в виде лебедки соединено с компенсирующей качку системой для контроля перемещения объекта относительно дна при опускании/поднятии, отличающееся тем, что первое и второе средства в виде лебедки снабжены средством управления для синхронизации скорости перемещения первого и второго кабелей, причем устройство снабжено устройством для соединения кабелей в пучок при сматывании для обеспечения единой кабельной сборки между устройством и объектом во время опускания/поднятия, при этом устройство для соединения кабелей в пучок снабжено измерительным средством для измерения скорости кабелей по отношению к устройству для соединения кабелей в пучок, измерительное средство соединено с устройством для соединения кабелей в пучок посредством процессора, например компьютера, для управления устройством для соединения кабелей в пучок в зависимости от скорости кабелей.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство для соединения в пучок выполнено с возможностью охвата первого и второго кабелей посредством отдельных, соединяющих в пучок элементов.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что отдельные, соединяющие в пучок элементы выполнены в виде колец или хомутов.
4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что устройство для соединения в пучок выполнено с возможностью прикрепления соединяющих в пучок элементов к кабелям и удаления с них.
5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что устройство для соединения в пучок снабжено накопителем для соединяющих в пучок элементов, например хомутов.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что устройство для соединения в пучок снабжено раздатчиком, способным перемещаться между позицией накопления вблизи накопителя для подачи одного или большего числа хомутов к раздатчику и позицией соединения кабелей вблизи пути перемещения кабелей через или вдоль устройства для прикрепления хомутов вокруг по меньшей мере первого и второго кабелей.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что раздатчик снабжен средством для раскрытия и закрытия хомута.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что средство для раскрытия и закрытия хомута содержит штифты, которые взаимодействуют с соответствующими отверстиями в хомутах.
9. Устройство по любому из пп.7, 8, отличающееся тем, что штифты для раскрытия и закрытия хомута закреплены на первом и втором рычагах, соединенных с единственным исполнительным элементом.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что исполнительным элементом является пневмоцилиндр.
11. Устройство по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что оно снабжено кабеленаправляющим устройством для направления кабелей вдоль позиции соединения кабелей.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для соединения в пучок выполнено с возможностью охвата первого и второго кабелей посредством непрерывной оболочки.
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что средство для соединения в пучок выполнено с возможностью охвата первого и второго кабелей посредством оболочки из фольги.
14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что устройство для соединения в пучок выпол нено с возможностью соединения обоих, первого и второго, кабелей посредством непрерывного защелкивающегося фиксатора.
15. Устройство по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что оно содержит измерительное средство для измерения перемещения первой лебедки, которое через процессорное средство соединено со средством управления второй лебедкой для регулирования скорости второй лебедки в зависимости от скорости первой лебедки.
16. Устройство по любому из пп.1-15, отличающееся тем, что оно снабжено рамой, несущей шкив для направления кабелей, при этом устройство для соединения в пучок расположено после шкива относительно перемещения кабеля во время опускания/поднимания.
17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что шкив снабжен двойным ручьем для помещения как первого, так и второго кабелей с синхронизацией скорости обоих кабелей.
18. Хомут для использования в устройстве по пп.1-17, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью помещения в себя первого и второго кабелей и перемещения из первой позиции для приема кабелей ко второй позиции, в которой хомут закрывают для охвата кабелей.
19. Хомут по п.18, отличающийся тем, что он снабжен защелкивающимся фиксатором.
20. Хомут по любому из пп.18, 19, отличающийся тем, что он снабжен двумя или большим числом сквозных отверстий, выполненных с возможностью приема раскрывающих и закрывающих штифтов.
21. Хомут по любому из пп.18-20, отличающийся тем, что он содержит сравнительно жесткую часть для приема первого кабеля, примыкающую к сравнительно гибкой части для приема второго кабеля.
22. Хомут по п.21, отличающийся тем, что защелкивающийся фиксатор выполнен в сравнительно гибкой части.
23. Судно, отличающееся тем, что оно содержит устройство по любому из пп.1-17.
24. Способ опускания/поднятия груза в/из текучей среды, например моря, согласно которому груз поднимают и опускают посредством, по меньшей мере, первого и второго кабелей, отличающийся тем, что соединяют первый и второй кабели для образования единой кабельной сборки до опускания кабелей в воду с использованием, например, хомута по любому из пп.18-22.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что кабели соединяют посредством отдельных, соединяющих в пучок элементов.
26. Способ по п.25, отличающийся тем, что отдельные, соединяющие в пучок элементы взаимно соединяют нитями; следующий, соединяющий в пучок элемент приводят во взаимодействие с кабелями посредством оттягивания другими, соединяющими в пучок элементами к кабелям вследствие взаимосоединения; и используют скорость кабеля для взаимодействия следующего, соединяющего в пучок элемента с кабелем.
27. Способ по п.24, отличающийся тем, что кабели соединяют посредством непрерывного, соединяющего в пучок элемента.
28. Способ по п.27, отличающийся тем, что непрерывный, соединяющий в пучок элемент имеет вид непрерывного защелкивающегося фиксирующего элемента, выполненного с возможностью приема, по меньшей мере, первого и второго кабелей.
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что кабели соединяют посредством оплетки.