ES2326626T3 - Garra para la recuperacion de bloques para su uso bajo el agua. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo excavador retráctil, adecuado para recuperar bloques prismáticos (6) de un peso aproximado entre una y cien toneladas métricas sumergidos en un entorno marino, que comprende: un miembro de base de soporte (1) provisto con un primer tren (13), que se proyecta hacia abajo, de 2 a 20 primeras poleas (13a, 13b, 13c, 13d) dispuestas en un banco; tres parejas de primeras pestañas (14) que se proyectan radialmente en el lateral posicionadas paralelas entre sí en posiciones equiangulares; y un medio de anclaje sobre la superficie superior del miembro de base de soporte (1); un miembro de base de inducción (3) provisto con un segundo tren (18), que se proyecta hacia arriba, de 2 a 20 segundas poleas (18a, 18b, 18c, 18d) dispuestas en un banco y que coinciden con dichas poleas inferiores (13a, 13b, 13c, 13d); tres parejas de segundas pestañas (19) que se proyectan radialmente en el lateral posicionadas paralelas entre sí en posiciones equiangulares, que coinciden con las primeras pestañas (14); tres miembros de brazos rectos (4), cada uno adecuado para ser alojado de forma pivotable por uno de sus extremos en las pestañas de una de dichas parejas de primeras pestañas (14), y que tienen un extremo libre opuesto que forma una pareja de terceras pestañas; tres miembros de mordazas (5), cada uno en forma de un elemento angular que comprende una porción de cuerpo (51), una porción de aleta (52) y una porción de codo angular entre la porción de cuerpo (51) y la porción de aleta (52), teniendo la porción de cuerpo (51) un extremo libre alojado de forma pivotable en las pestañas de una de dichas parejas de segundas pestañas (19), estando alojada la porción de codo de forma pivotable en las pestañas de una de dichas parejas de terceras pestañas y teniendo la porción de aleta (52) un extremo libre en punta (53) y siendo capaz, cuando desciende hacia abajo, de proyectarse sobre el plano de la línea media de la pareja de terceras pestañas (19) que soporta el elemento angular; al menos una pareja de cables (23, 24), asociada con un medio de accionamiento seleccionado entre grúas de soporte y medios de accionamiento similares, donde los cables (23, 24) conectan alternativamente una de dichas segundas poleas (18a, 18b, 18c, 18d) a una primera polea (13a, 13b, 13c, 13d) y están fijados finalmente en uno de los miembros de anclaje (21, 22), en una disposición general en forma de un bloque de izado, siendo adecuados dichos cables (23, 24) para soportar estáticamente la totalidad del dispositivo, de manera que el peso de la base de inducción (3) y de los miembros de mordaza (5) asociados con ella propician el movimiento de la base de inducción (3) fuera de la base de soporte (1) y, por consiguiente, propician el movimiento de pivote de los extremos libres en punta (53) de las porciones de aleta (52) de los miembros de mordazas (5) fuera del eje longitudinal del dispositivo, debido a la restricción del movimiento descendente por su anclaje en pivote en las terceras pestañas en los miembros de brazos; siendo adecuado también para transmitir una fuerza de tracción progresiva inducida por los medios de accionamiento, de manera que el miembro de base de inducción (3) es aproximado al miembro de base de soporte (1) y, por consiguiente, y con la ayuda del peso de los miembros de brazos (4), el movimiento de pivote de los extremos libres en punta (53) de las porciones de aletas (52) de los miembros de mordazas (5) hacia el eje longitudinal del dispositivo, de manera que retienen apretada cualquier masa entre ellos, especialmente un bloque (6) que debe ser extraído, y lo mantienen firmemente agarrado hasta que la fuerza de tracción suministrada por loa cables (23, 24) es mayor que la resistencia ofrecida por el peso general del dispositivo y de la masa agarrada, en cuyo caso el conjunto formado de esta manera será elevado para transferencia opcional; un tercer cable (259 que está asociado también con los medios de accionamiento, fijado firmemente a los medios de anclaje (16), siendo adecuado el tercer cable para soportar el dispositivo estáticamente cuando así se requiera y como consecuencia de la cancelación de la fuerza de tracción proporcionada por dicha al menos una pareja de cables (23, 24) que ejercen dicha fuerza de tracción, en cuyo caso se reproduce el proceso de apertura de los miembros de mordazas (5) y como resultado, la masa agarrada es liberada por gravedad, caracterizado porque comprende miembros de anclaje (21, 22), cada uno de los cuales está dispuesto sobre uno de los lados de la estructura que soporta las segundas poleas (18a, 18b, 18c, 18d); y cada cable (23, 24) está dispuesto para pasar a través del miembro de base de soporte (1) hasta el centro del segundo tren (18) del miembro de base de inducción (3) y dispuesto para extenderse en una disposición helicoidal a través de las primeras oleas (13a, 13b, 13c, 13d) y las segundas poleas (18a, 18b, 18c, 18d) hasta los medios de anclaje (21, 22) en extremos opuestos del segundo tren (18); en el que los parámetros de las partes componentes del dispositivo varían de acuerdo con el peso de los bloques a extraer, en una progresión conjunta y aproximadamente lineal, y dentro de los siguientes rangos: la distancia (R) desde el eje longitudinal del dispositivo hasta cada uno de los puntos de conexión (D) del miembro de base de soporte (1) con cada uno de los miembros de brazos (4) está entre 0,10 y 2,00 m; la distancia (R) desde el eje longitudinal del dispositivo hasta cada uno de los conexión (A) del miembro de base de inducción (3) con cada uno de los miembros de mordazas (5) está entre 0,10 y 2,00 m; la longitud (LA) de la porción de cuerpo (51) de cada uno de los miembros de mordaza (5) está entre 0,30 y 4,00 m; la longitud (LC) de la porción de aleta (52) de cada uno de los miembros de mordaza (5) está entre 0,30 y 4,00 m; el ángulo (a) formado entre la porción de cuerpo (51) y la porción de aleta (52) de cada uno de los miembros de mordaza (5) varía desde 25º hasta 145º; y la longitud (LO) de cada uno de los miembros de brazos (49 está entre 0,50 y 5,00 m.

Description

Garra para la recuperación de bloques para su uso bajo el agua.

Un dispositivo excavador retráctil, adecuado para extracción y recuperación de bloques de hormigón sumergidos que forman parte de las estructuras de protección en dársenas de puertos y dársenas marinas, asociado con una grúa o medios de accionamiento similares que lo soportan y desde el que se realizan tareas operativas, de constitución mecánica, capaz de ejercer un movimiento de agarre entre sus elementos de mordazas, de manera que retiene firmemente uno de tales bloques, lo eleva y lo deposita opcionalmente en cualquier lugar seleccionado.

La construcción de diques y contradiques de protección en dársenas de puertos y dársenas marinas se ha realizado siempre sobre una base permanente a la vista del enorme esfuerzo y los altos costes implicados en la retirada de miles de rocas o bloques de hormigón de tamaño grande que forman habitualmente instalaciones de este tipo.

A pesar de todo, o bien debido a la localización estratégica del puerto, la red existente de infraestructura logística en la zona, la proximidad de una serie de plantas industriales que la utilizan, la falta de un lugar próximo adecuado para la construcción de un puerto nuevo, o por muchas otras razones, cuando se toma la decisión de ampliar un puerto, habitualmente es necesario retirar una parte o todas las inmensas y diversas estructuras que forman el dique de protección. En esta operación de desmantelamiento, en general, es necesario extraer los materiales sueltos que forman el núcleo así como rocas grandes o bloques de hormigón grandes que, con su constitución prismática o similar, forman habitualmente la capa que aloja y protege la estructura contra la acción del mar y que forma su relleno de roca. Es con esto último, los bloques de hormigón, con lo que tenemos menos experiencia de manipulación, extracción y recuperación en este momento.

Los procedimientos utilizados actualmente para la retirada parcial de bloques que se han aplicado normalmente de una manera básicamente aleatoria son excesivamente arduos y se basan en mano de obra, lo que implica un alto para los operadores que realizan el trabajo, además de su coste extremadamente alto, puesto que el número de unidades a recuperar se puede contar por miles

Uno de los procedimientos utilizados para operaciones de este tipo consta de uno o más operadores que se sumergen y colocan una cadena de agarre alrededor de cada uno de estos bloques, o también una eslinga de poliéster es amarrada alrededor de los mismos, de manera que entonces se pueden elevar.

Otro método utilizado en estas operaciones consiste en perforar taladros en los bloques, realizados también por operadores sumergidos y entonces se aseguran barras en ellos con resina, de manera que se pueden agarrar y levantar.

Pero como se apreciará fácilmente, estos procedimientos, que son sustancialmente manuales, son extremadamente costosos, ya que en el mejor de los casos los rendimientos obtenidos por día de trabajo no exceden la extracción entre cinco y quince bloques, lo que significa que en la mayoría de los casos la terminación de la obra se prolonga durante un periodo de tiempo inaceptable de tiempo y por esta razón solamente se pueden realizar operaciones parciales de remoción.

La patente japonesa JP 08 217375 describe una "pala excavadora para la retirada de bloques de rompeolas", que tiene una solución estructural muy similar a la de las palas excavadoras clásicas utilizadas en la manipulación de productos a granel, en las que tres lingotes o cucharas propiamente dichas están implicadas, y que son capaces de cerrarse sobre el objeto a manipular, de manera que la manipulación de bloques rompeolas es factible, pero solamente de bloques que se conocen comúnmente como "tetrápodos", que adoptan la forma de un núcleo imaginario desde el que emergen cuatro brazos largos, distribuidos en ángulos iguales y de una configuración troncocónica.

Y sobre la base de lo anterior, entre otros muchos inconvenientes bien conocidos en el mercado, se ha contemplado la presente invención. De hecho, se trata de procurar proporcionar un dispositivo adecuado para realizar la extracción rápida y eficiente de los bloques que forman la capa de protección de los diques de refugio en puertos que deben someterse a alteraciones por cualquier razón.

Un objeto de la invención es proporcionar un dispositivo adecuado para la recuperación de los bloques que forman esta estructura de protección, capaz de actuar individualmente sobre los bloques a retirar y de elevarlos independientemente de la posición en la que se encuentran, además de la característica especial de realizar esta tarea sin tener que determinar su localización y emplazamiento específicos con antelación, realizándola simplemente por el método de intento y error en un periodo de tiempo extraordinariamente corto comparado con los tiempos utilizados en los procedimientos aplicados actualmente y con una tasa de éxito en este proceso de intento y error que está próxima al 100%.

Otro objeto importante de la misma es proporcionar un dispositivo similar al dispositivo en cuestión, en el que el trabajo de extracción de los bloques no implica mano de obra manual en absoluto, ahorrando al operador el control de la grúa que soporta el dispositivo, que será la persona que controla este dispositivo al mismo tiempo, de manera que no existe ningún riesgo de accidente personal durante la realización de todo el proceso de extracción de
bloques.

Otro objeto del dispositivo es la provisión de un dispositivo como se ha descrito anteriormente, en el que todas las partes implicada en esta constitución son puramente mecánicas, lo que le confiere una resistencia en la lucha con medio ambiente agresivo, en el que se realizará su trabajo, siendo, además, adecuado para adaptarse por sí mismo perfectamente y para trabajar con la inmensa mayoría de los medios de tracción utilizados para este tipo de trabajo.

Todavía otro objetivo, igualmente importante para el impacto sobre el medio ambiente implicado en una construcción de estas características, es que el modo en que el dispositivo está diseñado para trabajar permite recuperar los bloques sin perjudicar las características básicas, de manera que se pueden utilizar de nuevo para aprovecharlos en la nueva estructura. Esto no sólo es debido al ahorro de materiales implicados -un ahorro que es extremadamente sustancial, como se apreciará fácilmente-, sino debido a que previene una amplia gama de problemas del medio ambiente implicados en procesos de fabricación de hormigón, como conocen perfectamente los expertos en la
materia.

Un objetivo decisivo de la invención es proporcionar un dispositivo sencillo y versátil, en el que sus principios estructurales generales facilitan una aplicación práctica para uso con bloques de peso y masa muy variables, ya que es posible construir un dispositivo adecuado para manipular bloques cúbicos, prismáticos o de cualquier forma amorfa desde una tonelada métrica o menos hasta un dispositivo capaz de mover bloques de noventa o cien toneladas de forma similar, que es el rango que comprende la mayoría de los bloques utilizados en estructuras de este tipo, así como para bloques de cualquier tamaño intermedio, todo sobre la base de los principios estructurales generales mencionados anteriormente que definen la invención.

Éstas y otras cualidades y ventajas pueden ser apreciadas fácilmente por los técnicos en la materia en el curso de la explicación detallada presentada a continuación, que ha sido realizada con relación a los dibujos que se acompañan y que muestran un ejemplo de la forma de realización actualmente preferida del dispositivo de sujeción en cuestión, aquí para la recuperación de bloques sumergidos, que están constituidos, entre otros posibles sobre la base de las enseñanzas de la presente invención, que se ofrece para fines predominantemente ilustrativos y no restrictivos, y en los que:

La figura 1 muestra una vista, en perspectiva convencional, del dispositivo excavador de la invención, que ha agarrado un bloque para retirarlo, en la posición de su actuación operativa, en la que se pueden apreciar claramente la constitución y disposición de sus partes.

La figura 2 es una representación algo esquemática de los medios de inducción de apertura y cierre del dispositivo, en la que sus componentes han sido representados ligeramente apartados con el fin de permitir la comprensión cara de su diseño y método de trabajo.

La figura 3 muestra también de una manera muy esquemática y parcial las dos posiciones de trabajo relativas extremas de uno de los conjuntos de mordaza y brazo, que constituyen los medios de agarre del dispositivo; y

La figura 4 representa la vista de un diagrama de dicho dispositivo excavador, en el que se muestran los parámetros más significativos generalmente implicados en su constitución y para cualquier capacidad de trabajo a realizar, y en el que las dos mitades representadas no tienen que estar necesariamente coplanares, de manera que sus parámetros aparecen en relación con la carga de trabajo que proporcionan en la dirección del eje del dispositivo.

Con referencia a los dibujos, el número 1 designa generalmente una base de soporte, realizada de acero laminado, lo mismo que los otros elementos del dispositivo, ahorrando los cables que se mencionarán más adelante, que son de acero embutido, y que se componen de un cuerpo 11, que aloja un conjunto de poleas 13 en el fondo, como se muestra esquemáticamente en la figura 2, dispuestas en un banco y de una manera similar y coincidente con el conjunto de poleas 18 que se define a continuación para la base de inducción 3, y cuyo número se determina por el tamaño de la carga de trabajo a manipular. Este cuerpo 11 está provisto con parejas de pestañas laterales 14 que se proyectan radialmente, en este caso tres parejas de este tipo, dispuestas en una posición equiangular, adecuada para recibir elementos de brazos 43 entre ellas, en forma de una unión, y para permitir que pivoten sobre el árbol 15 que las une. Y sobre el lado superior este cuerpo 11 tiene un elemento de anclaje 16.

El número 3 se refiere a la base de inducción mencionada anteriormente, que está constituida por un cuerpo 17 sobre cuya superficie superior existe un conjunto de poleas 18, dispuestas también en un banco y que coinciden con el conjunto de poleas 13 de la base de soporte 1, como se ha establecido anteriormente. Por un lado, este cuerpo 17 está provisto con tres parejas de pestañas 19 equiangulares que se proyectan transversalmente, que coinciden con las parejas de pestañas 14 del miembro de base de soporte 1 mencionado anteriormente, que son adecuadas para recibir entre ellas, es decir, en forma de una unión, los extremos de un elemento de mordaza 5 y para permitir que pivote sobre el árbol 20 que los une. Y medios de anclaje 21 y 22, representados en la figura 2, están fijados integralmente con cada uno de los lados de la estructura de soporte de las poleas 18.

Una pareja de cables, 23 y 24, asociados con la grúa que controlará el dispositivo, están alojados sobre la base de soporte 1 hasta que alcanzan las poleas sobre la base de inducción 3, las poleas 18a y 18c, respectivamente, extendiéndose el primero de estos cables 23 hasta la polea superior 13b, continuando hacia abajo hasta la polea inferior 18b y así sucesivamente, en una disposición helicoidal, hasta que se asegura firmemente sobre los medios de anclaje 21 de la base de inducción 3; y el segundo de estos cables 24, en una disposición helicoidal similar, se extiende entre la polea inferior 18c y la polea superior 13d y desde ésta hacia la polea inferior 18d, y así sucesivamente a través del resto de las poleas, hasta que se asegura sobre los medios de anclaje 22 de la base de inducción 3 mencionada anteriormente, de manera que conjuntamente forman un mecanismo en forma de un bloque de izar. Y un tercer cable 25, asociado también con la grúa, está fijado firmemente a los medios de anclaje 16 de la base de soporte 1.

Un brazo 4 sustancialmente recto, unido de forma giratoria a la base de soporte 1 mencionada anteriormente, como se ha establecido más arriba, está formada de una estructura de viga de canal 41, reforzada con paneles reticulares transversales 42 y en su extremo libre está provista con medios, en forma de pestañas, para unión giratoria al elemento de mordaza 5, como se describe a continuación.

Este elemento de mordaza 5 que, como se ha indicado anteriormente, está alojado de forma giratoria en las pestañas 19 de la base de inducción 3, consta de un elemento de codo de una pieza, que tiene una porción de cuerpo y una porción de aleta 52, dispuestas en un ángulo descendente con respecto a la posición de la base de inducción 3, que retiene el elemento de mordaza 5 y que está provisto con una punta 53 en su extremo libre. Y su porción de codo está unida de forma articulada a las pestañas extremas previstas sobre el brazo 4.

En esta disposición, inicialmente los cables 23 y 24, asociados con una grúa, no mostrados, retendrán el dispositivo excavador suspendido estáticamente, de manera que el peso de la base de inducción 3 lo inducirá a moverse fuera de la base de soporte 1 y los elementos de mordaza 5, que pivotan sobre su unión con el brazo 4, conseguirán la apertura máxima con relación a los otros elementos de mordaza y al eje del conjunto.

Entonces, después de ejercer tracción desde la grúa sobre los cables 23 y 24, cuya fuerza no debería exceder la resistencia del peso total del conjunto de dispositivo excavador, bajo el efecto del bloque de izado constituido por el conjunto de poleas, la base de inducción 3 se aproximará a la base de soporte 1, provocando al mismo tiempo la aproximación entre sí, asistida por el peso de los brazos asociados 4, de manera que sus puntas 53 agarran firmemente cualquier elemento que se encuentra a su alcance, tal como el bloque 6 en los dibujos. Si la fuerza de tracción continúa ejerciéndose sobre los cables 23 y 24 hasta que pasa más allá del umbral de la resistencia ofrecida por el peso del elemento excavador y el bloque aprisionado, tendrá lugar un movimiento ascendente en ambos, que permitirá transferirlo a cualquier lugar deseado.

Una vez en el lugar seleccionado, será suficiente cancelar la tracción sobre los cables 23 y 24 y dejar el conjunto suspendido estáticamente desde el cable 25, de manera que el peso del bloque 6 induce a la base de inducción 3 a moverse fuera o a descender desde la base de soporte 1, como se indica por la flecha en la figura 3, adoptando la posición 3a definida por líneas de puntos, después de lo cual, puesto que no existe ninguna resistencia, tiene lugar la apertura de los elementos de mordaza 5 y sus brazos 4 asociados, en la dirección de 5a y 4a, respectivamente y, como consecuencia, la liberación del bloque 8.

Al comienzo se ha mencionado que uno de los objetivos importantes de la invención es proporcionar un dispositivo similar al descrito que, como resultado de su alta versatilidad, es capaz de utilizar los mismos principios estructurales para manipular diferentes masas y volúmenes. Pero para conseguir esto, es necesario conseguir combinaciones con éxito de los diferentes parámetros que intervienen en su geometría.

La figura 4 muestra un diagrama con los puntos y parámetros más importantes que intervienen en su geometría. En este diagrama, R indica la distancia desde el eje del dispositivo hasta los puntos en los que la base de soporte 1 se une a los brazos 4, indicados en O; r es la distancia desde el eje del dispositivo hasta los puntos en los que la base de inducción 3 está conectada a la mordaza 5, unto A; L_{O} representa la longitud del brazo 4, entre los puntos de conexión de la base de soporte 1 y los brazos 4, o distancia OB; L_{A} es la longitud del cuerpo 51 de los elementos de mordaza, AB; L_{C} representa la longitud de la porción de aleta 52 del elemento de mordaza 5, o distancia BC; \alpha es el ángulo formado por las alineaciones AB y BC; n, que no se muestra en el dibujo, es la relación de engranaje debida a las poleas 13 y 18; y P indica el peso relativo por elemento de mordaza 5 y el bloque a manipular; y como parámetros auxiliares \delta (desalineación) representa la diferencia entre el radio de la base de inducción 3 y el radio de la base de soporte 1 (\delta = r - R), y a (tamaño efectivo del bloque 6) es la distancia medida sobre un plano perpendicular al eje de simetría a través del punto O.

En términos amplios, el procedimiento para obtener la geometría ideal del dispositivo con relación a las características de los bloques 6 a manipular es el siguiente. Comenzando a partir de un conjunto de variable que se pueden combinar de diferentes maneras, y para cualquier fuerza de agarre, por lo tanto, existirá un valor mínimo dado del coeficiente de fricción entre el bloque 6 y el dispositivo, que representará el modelo ideal.

Sin embargo, esta fuerza de agarre determina, a su vez, el dimensionado de dicho dispositivo, es decir, que cuanto mayor es el tamaño, mayor es la sección y mayor es el peso requerido en sus partes componentes, lo que implica mayores costes de fabricación y de funcionamiento.

Después de observar el comportamiento de esta fuerza cuando se alteran los diferentes parámetros, se puede ver una variación significativa con respecto al valor a. Este valor no es más que un indicador del tamaño efectivo del bloque 6, o más específicamente del bloque con respecto al dispositivo, en la posición en la que está retenido por él. Por consiguiente, un bloque 6 sencillo tendrá diferentes valores de a de acuerdo con las diferentes posiciones en las que se puede colocar el dispositivo con respecto a dicho bloque 6 en el momento en el que es elevado. Por lo tanto, para un bloque sencillo 6, en función de la posición que se adopte, se aplicará una fuerza diferente.

Esta característica significa que para el cálculo de las dimensiones del dispositivo, el valor de la fuerza puede ser mucho mayor que el que se aplica en la mayoría de los casos.

Por ejemplo, un bloque de 5,0 x 3,0 x 2,5 m puede ser agarrado por el mismo dispositivo con diferentes valores de a. Cuando este valor es el más alto posible (que ocurrirá cuando el bloque es agarrado por el lado más largo), esta fuerza puede ser, por ejemplo, 300 MT, y cuando el bloque es agarrado por el lado más corto, esta fuerza cae a 60 MT. Y en este caso, será necesario dimensionar todo el dispositivo para una fuerza de 300 MT, aunque esto sea mayor que lo que se aplica normalmente. E incluso podría ser peor, ya que una mala elección de los parámetros de diseño podría significar que la diferencia entre estos dos valores extremos es mucho mayor.

De acuerdo con ello, el criterio para obtener la mejor combinación de parámetros que definen el dispositivo es que la fuerza de agarre sea suficientemente alta o, lo que es lo mismo, que el coeficiente de fricción necesariamente debería ser suficientemente bajo y esencialmente que la variación de esta fuerza con respecto al valor a o el tamaño del bloque 6 sea lo más pequeña posible.

Hasta ahora se ha descrito la relación entre los parámetros como un desarrollo puramente matemático, pero en ello están implicadas también ciertas condiciones físicas. De hecho, existe una relación evidente entre las dimensiones del bloque 6 y las del dispositivo, lo que da lugar a ciertas restricciones geométricas que aseguran que el bloque puede ser alojado en el dispositivo, hasta la extensión requerida, junto con restricciones operativas. Por ejemplo, los valores de R y r deberían ser suficientes para alojar las poleas; y además el ángulo formado por las porciones AB y OB en el momento del agarre del bloque 6 no puede ser inferior a un ángulo dado.

Como ejemplos de lo anterior, en un dispositivo adecuado para manipular bloques de aproximadamente 10 MT, el valor ideal de sus parámetros y donde N es el número de poleas que intervienen en ello es; N = 5; R = 0,55 m, r = 0,43 m; \delta = 0,12 m; L_{O} = 2,19 m; L_{A} = 1,19 m; L_{C} = 1,53 m; \alpha = 71º, y P = 0,33. Entonces, la fuerza de agarre F ejercida para un bloque con un lado más pequeño de 1,25 m es 17 MT, con un coeficiente de fricción de 0,59. Y la fuerza de agarre F para un bloque con un lado mayor de 2,25 m es 31 MT, con un coeficiente de fricción de 0,32. Entonces, la variación en la fuerza de agarre será (31 - 17)/17, o lo que es lo mismo 82%.

Y cuando se trata de un dispositivo construido a propósito para manipular bloques de aproximadamente 90 MT, el valor preferido para los parámetros del dispositivo será: N = 4; R = 1,20 m, r = 1,20 m; \delta = 0,00 m; L_{O} = 4,60 m;
L_{A} = 2,75 m; L_{C} = 3,00 m; \alpha = 70º, y P = 0,33. Entonces, la fuerza de agarre F ejercida para un bloque con un lado más pequeño de 2,50 m es 150 MT, con un coeficiente de fricción de 0,60. Y la fuerza de agarre F para un bloque con un lado mayor de 5,00 m es 235 MT, con un coeficiente de fricción de 0,38. Entonces, la variación en la fuerza de agarre será (235-150)/150, o lo que es lo mismo 56%.

Como se apreciará, el coeficiente de fricción necesario es bastante variable de acuerdo con el tipo de hormigón del que están fabricados estos bloques, así como su estado y la forma de la punta 53 del elemento de mordaza 5. A pesar de todo, se puede establecer aproximadamente un rango entre 1,0 y 2,0 como un valor adecuado.

Por lo tanto, en ambos casos se obtienen coeficientes de seguridad 1,6 con relación al valor del coeficiente de fricción, en los casos más desfavorables, añadido al hecho de que se producen fenómenos de perforación local en el contacto entre el dispositivo y el bloque, lo que significa que este coeficiente resulta suficiente.

Además, las variaciones en la fuerza de agarre son mínimas con respecto a las otras geometrías. De hecho, por ejemplo para el bloque de 90 MT mencionado anteriormente, un dispositivo con los parámetros N = 3; R = 1,20 m,
r = 1,80 m; \delta = 0,40 m; L_{O} = 4,40 m; L_{A} = 2,50 m; L_{C} = 1,60 m; \alpha = 80º, y P = 0,33 produce un rango de fuerzas de agarre de 80 MT para el lado más pequeño del bloque, y de 250 MT para el lado mayor, permaneciendo todavía una relación de engranaje para las poleas menor que el del otro dispositivo. En este caso, la variación en el agarre es 210% y, por lo tanto, es peor que en el caso anterior, ya que sería necesario dimensionarlo para la fuerza mayor, a saber 250 MT, cuando en la mayoría de los casos solamente se aplicarían 80 MT.

Sobre la base de lo anterior, se puede establecer que los rangos cualificados en los que los diferentes parámetros pueden fluctuar son: para la base de soporte 1 el valor de R está entre 0,10 y 2,00 m; para la base de inducción 3 el valor de r está entre 0,10 y 2,00 m; el número de poleas para cada una de las bases, soporte 1 e inducción 3, está entre 2 y 20; la longitud LA que corresponde a la porción de cuerpo 51 del elemento de mordaza 5 varía entre 0,30 y 4,00 m; la longitud LC de la porción de aleta 52 de dicho elemento de mordaza 5 está entre 3,00 y 4,00 m; el ángulo \alpha formado por las alineaciones AB y BC está entre 25º y 145º; y la longitud del brazo 4 estará entre 0,50 y 5,00 m.

Se pueden añadir ciertos cambios, modificaciones, alteraciones, sustituciones o variaciones a la forma de realización descrita, ya que el detalle precedente se realiza simplemente para fines ilustrativos y no restrictivos. La intensión es que todos estos cambios y otros que se les puedan ocurrir a los técnicos en la materia pueden estar comprendidos por la invención, con tal que no vayan más allá del alcance máximo de las siguientes reivindicaciones.

Claims (3)

1. Un dispositivo excavador retráctil, adecuado para recuperar bloques prismáticos (6) de un peso aproximado entre una y cien toneladas métricas sumergidos en un entorno marino, que comprende:

un miembro de base de soporte (1) provisto con

un primer tren (13), que se proyecta hacia abajo, de 2 a 20 primeras poleas (13a, 13b, 13c, 13d) dispuestas en un banco;

tres parejas de primeras pestañas (14) que se proyectan radialmente en el lateral posicionadas paralelas entre sí en posiciones equiangulares; y

un medio de anclaje sobre la superficie superior del miembro de base de soporte (1); un miembro de base de inducción (3) provisto con

un segundo tren (18), que se proyecta hacia arriba, de 2 a 20 segundas poleas (18a, 18b, 18c, 18d) dispuestas en un banco y que coinciden con dichas poleas inferiores (13a, 13b, 13c, 13d);

tres parejas de segundas pestañas (19) que se proyectan radialmente en el lateral posicionadas paralelas entre sí en posiciones equiangulares, que coinciden con las primeras pestañas (14);

tres miembros de brazos rectos (4), cada uno adecuado para ser alojado de forma pivotable por uno de sus extremos en las pestañas de una de dichas parejas de primeras pestañas (14), y que tienen un extremo libre opuesto que forma una pareja de terceras pestañas;

tres miembros de mordazas (5), cada uno en forma de un elemento angular que comprende una porción de cuerpo (51), una porción de aleta (52) y una porción de codo angular entre la porción de cuerpo (51) y la porción de aleta (52), teniendo la porción de cuerpo (51) un extremo libre alojado de forma pivotable en las pestañas de una de dichas parejas de segundas pestañas (19), estando alojada la porción de codo de forma pivotable en las pestañas de una de dichas parejas de terceras pestañas y teniendo la porción de aleta (52) un extremo libre en punta (53) y siendo capaz, cuando desciende hacia abajo, de proyectarse sobre el plano de la línea media de la pareja de terceras pestañas (19) que soporta el elemento angular;

al menos una pareja de cables (23, 24), asociada con un medio de accionamiento seleccionado entre grúas de soporte y medios de accionamiento similares, donde los cables (23, 24) conectan alternativamente una de dichas segundas poleas (18a, 18b, 18c, 18d) a una primera polea (13a, 13b, 13c, 13d) y están fijados finalmente en uno de los miembros de anclaje (21, 22), en una disposición general en forma de un bloque de izado, siendo adecuados dichos cables (23, 24) para soportar estáticamente la totalidad del dispositivo, de manera que el peso de la base de inducción (3) y de los miembros de mordaza (5) asociados con ella propician el movimiento de la base de inducción (3) fuera de la base de soporte (1) y, por consiguiente, propician el movimiento de pivote de los extremos libres en punta (53) de las porciones de aleta (52) de los miembros de mordazas (5) fuera del eje longitudinal del dispositivo, debido a la restricción del movimiento descendente por su anclaje en pivote en las terceras pestañas en los miembros de brazos; siendo adecuado también para transmitir una fuerza de tracción progresiva inducida por los medios de accionamiento, de manera que el miembro de base de inducción (3) es aproximado al miembro de base de soporte (1) y, por consiguiente, y con la ayuda del peso de los miembros de brazos (4), el movimiento de pivote de los extremos libres en punta (53) de las porciones de aletas (52) de los miembros de mordazas (5) hacia el eje longitudinal del dispositivo, de manera que retienen apretada cualquier masa entre ellos, especialmente un bloque (6) que debe ser extraído, y lo mantienen firmemente agarrado hasta que la fuerza de tracción suministrada por loa cables (23, 24) es mayor que la resistencia ofrecida por el peso general del dispositivo y de la masa agarrada, en cuyo caso el conjunto formado de esta manera será elevado para transferencia opcional;

un tercer cable (259 que está asociado también con los medios de accionamiento, fijado firmemente a los medios de anclaje (16), siendo adecuado el tercer cable para soportar el dispositivo estáticamente cuando así se requiera y como consecuencia de la cancelación de la fuerza de tracción proporcionada por dicha al menos una pareja de cables (23, 24) que ejercen dicha fuerza de tracción, en cuyo caso se reproduce el proceso de apertura de los miembros de mordazas (5) y como resultado, la masa agarrada es liberada por gravedad, caracterizado porque comprende miembros de anclaje (21, 22), cada uno de los cuales está dispuesto sobre uno de los lados de la estructura que soporta las segundas poleas (18a, 18b, 18c, 18d); y cada cable (23, 24) está dispuesto para pasar a través del miembro de base de soporte (1) hasta el centro del segundo tren (18) del miembro de base de inducción (3) y dispuesto para extenderse en una disposición helicoidal a través de las primeras oleas (13a, 13b, 13c, 13d) y las segundas poleas (18a, 18b, 18c, 18d) hasta los medios de anclaje (21, 22) en extremos opuestos del segundo tren (18);

en el que los parámetros de las partes componentes del dispositivo varían de acuerdo con el peso de los bloques a extraer, en una progresión conjunta y aproximadamente lineal, y dentro de los siguientes rangos:

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la distancia (R) desde el eje longitudinal del dispositivo hasta cada uno de los puntos de conexión (D) del miembro de base de soporte (1) con cada uno de los miembros de brazos (4) está entre 0,10 y 2,00 m;

la distancia (R) desde el eje longitudinal del dispositivo hasta cada uno de los conexión (A) del miembro de base de inducción (3) con cada uno de los miembros de mordazas (5) está entre 0,10 y 2,00 m;

la longitud (L_{A}) de la porción de cuerpo (51) de cada uno de los miembros de mordaza (5) está entre 0,30 y
4,00 m;

la longitud (L_{C}) de la porción de aleta (52) de cada uno de los miembros de mordaza (5) está entre 0,30 y 4,00 m;

el ángulo (a) formado entre la porción de cuerpo (51) y la porción de aleta (52) de cada uno de los miembros de mordaza (5) varía desde 25º hasta 145º; y

la longitud (L_{O}) de cada uno de los miembros de brazos (49 está entre 0,50 y 5,00 m.

2. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 para manipular bloques prismáticos (6) que tienen un peso de aproximadamente 10 toneladas métricas, caracterizado porque

la distancia (R) desde el eje longitudinal del dispositivo hasta cada uno de los puntos de conexión (O) del miembro de base de soporte (1) con cada uno de los miembros de brazos (4) es 0,55 m;

la distancia (r) desde el eje longitudinal del dispositivo hasta cada uno de los puntos de conexión (A) del miembro de base de inducción (4) con cada uno de los miembros de mordazas (5) es 0,43 m;

el número de poleas (13a, 13b, 13d, 13d) del miembro de base de soporte (1) es 5, y el número de poleas (18a, 18b, 18c, 18d) del miembro de base de inducción (3) es 5,

la longitud (L_{A}) de la porción de cuerpo (51) de cada uno de los miembros de mordaza (5) es 1,19 m;

la longitud (L_{C}) de la porción de aleta (52) de cada uno de los miembros de mordaza (5) es 1,53 m;

el ángulo (a) formado entre la porción de cuerpo (51) y la porción de aleta (52) de cada uno de los miembros de mordazas (5) es 71º;

la longitud (L_{O}) de cada uno de los miembros de brazos (4) es 2,19 m.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 para manipular bloques prismáticos (6) que tienen un peso de aproximadamente 90 toneladas métricas, caracterizado porque

la distancia (R) desde el eje longitudinal del dispositivo hasta cada uno de los puntos de conexión (O) del miembro de base de soporte (1) con cada uno de los miembros de brazos (49 es 1,20 m);

la distancia (r) desde el eje longitudinal del dispositivo hasta cada uno de los puntos de conexión (A) del miembro de base de inducción (3) con cada uno de los miembros de mordaz (5) es 1,24 m;

el número de poleas (13a, 13b, 13c, 13d) del miembro de base de soporte (1) es 4,

y el número de poleas (18a, 18b, 18c, 18d) del miembro de base de inducción (3) es 4,

la longitud (L_{A}) de la porción de cuerpo (519 de cada uno de los miembros de mordazas (5) es 2,75 m;

la longitud (L_{C}) de la porción de aleta (52) de cada uno de los miembros de mordazas (5) es 3,00 m;

el ángulo (a) formado entre la porción de cuerpo (51) y la porción de aleta (52) de cada uno de los miembros de mordazas (5) es 70º;

la longitud (L_{O}) de cada uno de los miembros de brazos (4) es 4,60 m.