FI89822B - Flytande barriaer - Google Patents

Description

1 S 9 ΰ ? 2

Kelluva puomi

Keksinnön kohteena on pitkänomainen, kelluva puomi nestepinnalla kelluvien aineiden, erityisesti vedenpinnal-5 la kelluvan öljyn ohjaamiseksi. Lähemmin määriteltynä keksinnön kohteena on sentyyppinen puomi, joka käsittää etu-levyn, jonka etusivua vasten aineet varastoidaan ja kuljetetaan sivuttain syrjään levyä pitkin puomia siirrettäessä nestepinnan suhteen. Sellaisia puomeja käytetään 10 ennen kaikkea vedenpinnalla olevan öljyn ohjaamiseen ja kokoamiseen keskitetymmäksi pötkyksi, joka sitten otetaan huostaan muulla tavalla. Tavallisesti puomia hinataan veden läpi jonkin verran viistossa eteenpäinkuljetussuun-taansa nähden, mutta se voi esim. myös olla ankkuroitu 15 liikkumattomasti virtaavaan veteen.

Tämäntyyppisten ennestään tunnettujen puomien epäkohtana on, että ne sallivat ainoastaan vähäisen puomin ja vedenpinnan välisen suhteellisen nopeuden, useimmiten ainoastaan 1-2 solmua, ennen kuin tapahtuu kelluvien ainei-20 den yli- tai alivirtausta ja syntyy vakavuusongelmia. Sen vuoksi että puomi on suhteellisen suurta etupintaa kohti suuntautuvan nestevirtauksen kohteena, rasitukset tulevat hyvin suuriksi ja valvomattomia kääntö- ja kiertoliikkeitä syntyy helposti. Erilaisia kokeita on tehty puomin liik-25 keen vakauttamiseksi hinaamisen yhteydessä, mutta ne ovat tuottaneet vain nopeuden marginaalisen kohoamisen, jolla puomia on voitu hinata ja usein johtaneet siihen, että rakenteista on tullut kömpelöitä ja vaikeita kuljettaa ja käsitellä.

30 Esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan kelluva puomi, jonka avulla edellä mainitut, ennestään tunnettuihin puomeihin liittyvät epäkohdat on poistettu. Keksinnöllä saadaan siten aikaan puomi, jolla on uusi erityisesti muotoiltu profiii, joka sallii huomattavasti suu-

O I C' ·) ^ O

2 m2 reraman puomin ja nestepinnan välisen suhteellisen nopeuden kuin mitä aikaisemmin on ollut mahdollista.

Keksinnön päämääränä on edelleen saada aikaan puomi, jonka syväyksen ja asennon nestepinnan suhteen puomin 5 ja nestepinnan välillä vallitseva suhteellinen nopeus säätää automaattisesti, niin että saadaan vakaa käyttötila kutakin nopeutta varten. Täten puomin teho lisääntyy ja yli- ja alivirtausvaara vähenee.

Keksinnön päämäränä on edelleen saada aikaan puomi, 10 joka suhteellisen monimutkaisesta hydrodynaamisesti muo toillusta profiilista huolimatta voidaan nopeasti kääriä tiiviiseen kuljetusmuotoon ja joka nopeasti ja yksinkertaisesti voidaan ottaa käyttöön.

Nämä ja muut edut ja päämäärät, jotka käyvät lähem-15 min ilmi seuraavasta selityksestä, saavutetaan keksinnöllä, jonka patenttivaatimukset määrittelevät.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin oheisten piirustusten yhteydessä.

Kuvio 1 on keksinnön mukaisen puomin erään suori-20 tusmuodon perspektiivikuvanto toimintatilassa vedenpinnal la. Pinnan alla olevat puominosat on osittain vapautettu.

Kuvio 2 on poikkileikkauskuvanto, joka esittää puomin profiilin erästä suoritusmuotoa.

Kuviot 3a-c ovat poikkileikkauskuvantoja, jotka 25 esittävät puomin erästä suoritusmuotoa keksinnön mukaisella paisuntaelimellä varustettuna.

Kuviot 1 ja 2 esittävät siten keksinnön mukaista pitkänomaista, kelluvaa puomia, joka on esitetty toimintatilassa, ts. kun puomin ja nesteen välillä on suhteel-30 linen nopeus. Puomi käsittää etulevyn 1, jonka etusivua 2 vasten nesteessä kelluvat aineet varastoidaan ja kuljetetaan pois sivusuunassa levyä pitkin puomia siirrettäessä nestepinnan suhteen. Etulevy on taaksepäin kallellaan, niin että sen yläreuna 5 sijaitsee taaksepäin sen alareu-35 nasta 6. Vetoelin 4 on sijoitettu alareunaan 6 ja sovitet- i, V Q O O O 3 tu tuottamaan oleellisesti vaakasuuntaisesti suunnatun vedon mainitussa reunassa puomia siirrettäessä nestepinnan suhteen. Puomissa on edelleen kelluke-elementti 7, joka sijaitsee etulevyn takasivua 3 pitkin ja joka on sovitettu 5 säätämään etulevyn syväystä ja asentoa mainitun siirron yhteydessä. Kelluke-elementin alarajoituspinta 8 liittyy etulevyn alareunaan 6 ja se on vedetty taaksepäin ja vinosti ylöspäin, niin että se leikkaa vedenpinnan, kun puomi on toimintatilassa.

10 Puomia voidaan käyttää useissa eri yhteyksissä kiinteiden tai nestemäisten aineiden ohjaamiseksi nestepinnalla, mutta ensisijaisesti se on tarkoitettu vedenpinnalla kelluvan öljyn ohjaamiseen ja tiivistämiseen. Seu-raavassa keksintöä selitetään yksinkertaisuuden vuoksi 15 tämän myöhemmän sovellutuksen yhteydessä, jota kuitenkaan ei pidä tulkita keksinnön rajoitukseksi.

Vetoelin 4 on sovitettu tuottamaan oleellisesti vaakasuuntaisesti suunnatun vetovoiman, joka vaikuttaa etulevyn alareunassa 6. Vetoelimenä 4 voi olla köysi, joka 20 on kiinnitetty etulevyn alareunaan 6 puomin koko pituudelta tai sillä voi olla kuvioissa 1 ja 2 esitetty muotoiltu ja se voi käsittää pääköyden 10, joka sijaitsee vähän puomin edessä ja on apuköysien 11 välityksellä yhdistetty etulevyn alareunaan 6. Pääköyden molemmat päät voivat puo-25 lestaan olla kiinnitetyt hinaajaan tai muuhun vetolait-teeseen tai ne voivat olla paikalleen ankkuroidut, kun puomi on sijoitettu virtaavaan veteen. On myös mahdollista sitoa ainoastaan pääköyden toinen pää hinaajaan ja sitoa toinen pää siirrostasoon, joka vetää puomia tietyssä kul-30 massa hinaavan aluksen kulkusuuntaan verrattuna.

Puomin muotoilun johdosta poikkileikkauksen painopiste on aina etulevyn takana ja korkeammalla kuin etulevyn alareuna 6. Kun puomia vedetään veden läpi voimalla, joka vaikuttaa etulevyn alareunaan, etulevy leikkaa jonkin 35 verran alaspäin vedessä ja pyrkii kieppaamaan taaksepäin.

L O o n

4 1 s ·.. : L

Tätä vastaan vaikuttaa kuitenkin taaksepäin vedetty kelluke-elementti 7, joka nostaa puomin perää ja säätää siten etulevyn kulmaa vedenpinnan suhteen. Kelluke-elementin pituus taaksepäin on näin sovitettu etulevyn kokoon ja 5 ulkonäköön. Yleisesti ottaen kelluke-elementillä on vedenrajassa pituus, joka ylittää puomin syväyksen. Sen johdosta että näin estetään etulevyn kiepahtaminen taaksepäin, puomi painuu syvemälle veteen, kunnes tasapainotila saavutetaan kelluke-elementin 7 samanaikaisesti lisääntyvän up-10 pouman johdosta. On edullista, että etulevyllä on kovera etusivu 2, niin että sen alareuna 6 muodostaa yhdessä kelluke-elementin alarajoituspinnan 8 kanssa suhteellisen terävän kulman, joka helpottaa etulevyn leikkaavaa tehtävää veden läpi. Sen johdosta että kelluke-elementin alarajoi-15 tuspinta 8 liittyy etulevyn alareunaan 6 ja viettää vinosti ylöspäin taaksepäin, kunnes se leikkaa vedenpinnan, saavutetaan uppouman perättäinen kasvaminen syväyksen jokaisen lisäyksen yhteydessä. Vakaa käyttötila säätyy automaattisesti kullakin puomin ja vedenpinnan välisellä suh-20 teellisellä nopeudella.

Tällä suoritusmuodolla vältetään lisäksi pyörteilyn ja imun muodostuminen etulevyn alareunan 6 takana. Sellainen pyörteily edistää alivirtausta puomin alitse, joka näin ollen vältetään keksinnön mukaisella puomilla.

25 Näiden tekijöiden ansiosta puomia voidaan käyttää puomin ja vedenpinnan välisen suhteellisen nopeuden ollessa huomattavasti suurempi kuin mitä aikaisemmin tunnettujen puomien yhteydessä on mahdollista. Kokeet ovat esim. osoittaneet, että kuviossa 2 esitetyn profiilin omaavaa 30 puomia voidaan hinata nopeudella 5-6 solmua säilyttäen vakaa toiminnallinen tila vedessä.

Kuvioissa 1-3 esitetyillä suoritusmuodoilla on kolmiota muistuttava poikkileikkaus, joka on perinteisin ja edullisin muoto. Sillä että perä on vedetty teräväksi reu-35 naksi saadaan aikaan hyvä vedenjättö ja vähäinen pyörteen- I: 5 κ ·' / 2 muodostus puomin perään, mikä antaa sille vähäisen hinaus-vastuksen. Myös tuulen vaikutus puomiin tulee vähäiseksi, kun puomin profiililla on tämä muoto. Muut poikkileik-kausmuodot ovat kuitenkin mahdollisia. Erityisen kelluke-5 elementin ylärajoituspintaa 9 voidaan muunnella. Esim. etulevy voi ulottua korkeammalle kuin kelluke-elementin yläliitos etulevyyn tai ylimääräinen huuhtelusuoja voi olla ylöspistävänä osana etulevyn yläreunassa.

Myöskään ei ole ehdoton vaatimus, että kelluke-ele-10 mentin täytyy olla suljettu tilavuus, kuten kuvioissa on esitetty, vaikkakin tämä on edullista ottaen huomioon tyrskyt ja sentapaiset, jotka satunnaisesti voivat huuh-taista puomin yli.

Koska puomi on ensisijaisesti tarkoitettu käytettä-15 väksi öljyvuotojen talteenoton yhteydessä merellä ja järvissä, on oleellista, että sille voidaan antaa kuljetuksen kannalta edullinen muoto ja että se voidaan yksinkertaisesti ottaa käyttöön kuljetustilastaan. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti puomi on sen vuoksi 20 tehty kokoon painettavaksi. Puomin profiili on tällöin täytetty kaasulla, edullisesti ilmalla, joka voidaan päästää ulos ja puomi voidaan puristaa kokoon oleellisesti tasaiseen ja kokoon käärittävään muotoon.

Puomin profiili voidaan puhaltaa täyteen pumppujen 25 tai kaasusäiliöiden avulla, niin että sisäinen ylipaine pitää sen jännitettynä. Ilmalla täytetty profiili voidaan kuitenkin saada aikaan myös ylipainetta käyttämättä, jolloin paisuntaelimet on sovitettu paisuttamaan puomi jousivoiman avulla mekaanisesti sen kokoon painetusta tilasta 30 samanaikaisesti kun ilmaa imetään sisään erityisten venttiilien kautta. Tämäntyyppiset paisuntaelimet ovat kirjallisuudessa ennestään tunnettuja ja niitä selitetään esim. julkaisuissa US 3 586 869; US 3 798 911; US 3 811 285; US 4 068 478 ja US 4 295 755.

1 n O n

6 O -J L L

Kuvioissa 3a-c esitetään esillä olevan keksinnön mukaisen puomin erään suoritusmuodon leikkauksia erityisesti muotoillulla paisuntaelimellä varustettuna. Puomin kokoon painamisen eri vaiheet esitetään kuvioissa a-c.

5 Paisuntaelin 12 käsittää oleellisesti suunnikkaanmuotoisen kehysrakenteen, jonka sivut ovat kulmapisteistä taitettavat, niin että kehyksen muotoa voidaan muuttaa, sekä jousen 13, joka on sovitettu kehyksen kahden vastakkaisen kulman väliin. Paisuntaelin on yhteistoiminnassa nauha-10 maisten jäykistyselementtien 14 ja 15 kanssa puomin profiilin paisumisen ja vastaavasti kokoon painumisen yhteydessä. Useita tällaisia yhteistoiminnassa olevia paisun-taelimiä ja jäykistyselementtejä on sijoitettu tietyin välein puomin ulottuvuutta pitkin. Jäykistyselementti muo-15 dostuu pohjajäykistimestä 14, joka suuntautuu puomin etu-reunasta takareunaan kelluke-elementin alarajoituspintaa 8 pitkin, ja etulevyjäykistimestä 15, joka ulottuu etulevyä pitkin sen yläreunasta 5 sen alareunaan 6. Paisuntaelimen kehysrakenne on kiinnitetty yhdestä kulmasta pohjajäykis-20 timeen 14 ja vastakkaisesta kulmasta etulevyjäykistimen 15 yläosaan ja jousi 13 on sovitettu kahden jäljelle jäävän kulman 16 ja 17 väliin.

Puomi voidaan valmistaa tavalliseen tapaan tiiviistä kumikankaasta tai sentapaisesta ja muotoilla esim. yh-25 teen kytkettäviksi yksiköiksi ja se voi olla jaettu väliseinillä lohkoihin. Paisuntaelimien kehykset ja jäykistys-elementit voidaan valmistaa suhteellisen jäykkää muovimateriaalia olevasta nauhasta, joka sallii tietyn taipumisen.

30 Puomia käytettäessä se kuljetetaan edullisesti ko koon käärityssä muodossa käyttöpaikalle, jossa se rullataan auki veteen samanaikaisesti kun se täytetään ilmalla.

Kun puomissa on paisuntaelimet, kuten kuviossa 3 esitetään, puomi laajenee automaattisesti, kun kokoon puristava 35 kuormitus lakkaa samalla kun puomi rullataan auki. Jousi li 7 2 13 vetää tällöin kulmapisteitä 16 ja 17 toisiaan kohti ja kehysrakenne nostaa etulevyjäykistintä, kuten kuviossa 3b esitetään. Samanaikaisesti ilmaa imeytyy puomin sisään ei-esitettyjen venttiilien kautta. Puomi laajenee tällä ta-5 valla täysin jännitettyyn muotoon, joka esitetään kuviossa 3a. Viitenumero 9 tarkoittaa kelluke-elementin ylärajoi-tuspintaa, joka ojentuu tällöin ja toimii paisuntaelimen pysäyttimenä. Kuitenkin on myös mahdollista käyttää tässä erillistä, joustavaa nauhaa, joka ojentuu vastaavalla ta-10 valla ja toimii paisuntaelimen pysäyttimenä.

Vedenpinnalla ajelehtivaa öljyä kootaan sen jälkeen siten, että puomia hinataan vinoon asetettuna vetoelimessä 4. Puomia hinataan tavallisesti viistoon asetettuna kulmassa 20-300 eteenpäinkuljetussuuntaan verrattuna. Puomin 15 ja veden välinen suhteellinen liike saa aikaan etulevyn leikkautumisen alaspäin veteen ja tapahtuu aikaisemmin kuvailtu syväyksen säätö ja etulevyn kulman säätö vedenpinnan suhteen. Puomi saa tällöin toiminta-asentonsa, kuten kuviossa 2 esitetään. Öljy varastoidaan etulevyä 20 vasten ja kuljetetaan sivuttain syrjään levyä pitkin ja jätetään yhtenäisenä pötkynä veteen. Perässä seuraava öl-jynkoontialus tai vastaava ottaa öljypötkyn haltuunsa. Kuten aikaisemmin on mainittu, puomi voi olla myös liik-kumattomasti ankkuroitu virtaavaan veteen ja vastaavalla 25 tavalla ohjata ja tiivistää öljyä tai muita vedessä kelluvia aineita.

Puomia voidaan käyttää myös muissa yhteyksissä, joissa halutaan vastaavalla tavalla ohjata ja tiivistää kiinteitä tai nestemäisiä aineita, jotka kelluvat nesteen 30 pinnalla. Puomi voi olla asennettu esimerkiksi altaaseen tai sentapaiseen.

Claims (10)

1. Pitkänomainen, kelluva puomi nestepinnalla kel-5 luvien aineiden, erityisesti vedenpinnalla kelluvan öljyn ohjaamiseksi käsittäen etulevyn (1). jonka etusivua (2) vasten aineet varastoidaan ja kuljetetaan sivuttain syrjään levyä pitkin puomia siirrettäessä nestepinnan suhteen, tunnettu siitä, että etulevy on kallistettu 10 siten, että sen yläreuna (5) sijaitsee sen alareunaa (6) taaempana ja että vetoelin (4) on sijoitettu levyn alareunaan ja sovitettu tuottamaan oleellisesti vaakasuuntaises-ti suunnatun vedon puomissa sen siirtämisen yhteydessä nestepinnan suhteen sekä että etulevyn takasivua (3) pit-15 kin sovitettu kelluke-elementti (7) on sovitettu säätämään etulevyn syväystä ja asentoa mainitun siirron yhteydessä, jolloin kelluke-elementti on vedetty taaksepäin ja sen alarajoituspinta (8) liittyy etulevyn alareunaan (6) ja suuntautuu taaksepäin, niin että se leikkaa nestepinnan, 20 kun puomi on toimintatilassa.

1. o O o 8

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puomi, tunnettu siitä, että kelluke-elementti (7) ja etulevy (1) muodostavat puomin suljetun poikkileikkauksen.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen puomi, t u n -25 n e t t u siitä, että poikkileikkauksella on kolmiota muistuttava muoto.

4. Patenttivaatimusten 2-3 mukainen puomi, tunnettu siitä, että se on kokoon painettava ja voidaan taittaa kokoon oleellisesti tasomaiseen ja kokoon 30 käärittävään muotoon.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen puomi, tunnettu siitä, että se on sovitettu paisumaan kokoon painetusta tilastaan siten, että poikkileikkaus täyttyy kaasulla, edullisesti ilmalla. li g b 9 a 2 2

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen puomi, tunnettu siitä, että se on itsestään paisuva kelluke-elementtiin (7) sovitettujen, jousivoimalla vaikuttavien pai-suntaelimien (12) ansiosta.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen puomi, tun nettu siitä, että paisuntaelin (12) käsittää oleellisesti suunnikkaanmuotoisen kehysrakenteen, jonka sivut ovat kulmapisteistä taitettavat, niin että kehyksen muotoa voidaan muuttaa ja jonka kahden vastakkaisen kulman vä- 10 liin on sovitettu jousi (13).

8. Patenttivaatimusten 6-7 mukainen puomi, tunnettu siitä, että nauhamaisia jäykistyselement-tejä (14, 15) on sijoitettu tietyin välein puomin ulottuvuutta pitkin ja sovitettu yhteistoiminnassa paisunta- 15 elimien (12) kanssa kannattamaan puomin profiilia.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen puomi, tunnettu siitä, että jäykistyselementti muodostuu poh-jajäykistimestä (14), joka suuntautuu puomin etureunasta sen takareunaan kelluke-elementin alarajoituspintaa (8) 20 pitkin, ja etulevyjäykistimestä (15), joka ulottuu etulevyä pitkin sen yläreunasta alareunaan, sekä että paisunta-elimen kehysrakenne on kiinnitetty yhdestä kulmasta poh-jajäykistimeen ja vastakkaisesta kulmasta etulevyjäykisti-men (15) yläosaan ja vetojousi on sovitettu kahden jäljel- 25 le jäävän kulman väliin.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puomi, tunnettu siitä, että vetoelin (4) käsittää pääköyden (10). joka kulkee etulevyn (1) suuntaisesti vähän sen edessä ja joka on yhdistetty etulevyn alareunaan (6) 30 useilla pääköyttä pitkin kiinnitetyillä apuköysillä (11). h 9 8 ? 2 ίο