NO148024B - Baereanordning for oseanografiske apparater. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en neddykket anordning som

her er betegnet bæreanordning, omfattende to skrog med positiv flyteevne eller oppdrift og hvis form er spesielt konstruert for å sikre at anordningen har stor hydrodynamisk stabilitet. Anordningen tjener til å bære ett eller flere apparater for oseanografiske undersøkelser, så som f.eks. kilder for utsendelse av seismiske bølger, seismiske mottagere og svømmelegemer, sonar-apparater, ekkolodd og andre måleapparater, tilforordnet et reguleringssystem med en bevegelig finne for neddykningen til å regulere neddykningsdybden.

Denne bæreanordning kan anvendes alene eller kan ut-gjøre en del av en rekke bæreanordninger som således kan danne f.eks. en sendeanordning eller en mottageranordning med meget stor lengde.

Bæreanordningen eller -anordningene er forbundet med

et kabelarrangement omfattende kabler for slepning, energitilførsel, for styring av reguleringssystemet og for styring av senderelemen-ter, mottagerelementer eller måleelementer, hvilket kabelarrangement er forbundet med et skip som sleper hele anordningen eller arrangementet.

Den tidligere kjente teknikk på dette område kan illus-treres ved den anordning som er beskrivet i U.S.-patent 3.704.681, som angår en neddykket kabel tilforordnet en reguleringsinnretning for neddykningsdybden. Denne innretning omfatter en flottør som fullstendig omgir kabelen og kan foreta rotasjon omkring denne ved hjelp av et reguleringssystem omfattende et stempel styrt av et elektrisk system og hvis funksjon er knyttet til variasjonene i dyb-den. Denne innretning er spesielt beregnet for bruk i forbindelse med kabler .

Videre kan det henvises til US-patent nr. 3.331.050 som beskriver en bæreanordning bestående av to oppdriftselementer som bærer et oseanografisk apparat (f.eks. en seismisk generator) og forsynt med et automatisk styringssystem for neddykningsdybden, tilforordnet en finne plassert mellom de to flyte-elementer.

Denne kjente bæreanordning er forbundet med et fartøy gjennom kabler som samtidig brukes til slepning og til overføring av signaler eller ordre om utløsning av den seismiske generator. Det bemerkes i den forbindelse at midler til å overføre disse signaler gjennom kablene til den seismiske kilde hverken er vist eller beskrevet.

Anordni ngen ifølge US—patent nr. 3.331.050 beskriver flottørelementer med sylindersymmetri, en finne plassert på den bakre del av anordningen og kabler som ikke er flerfunksjonskabler forsynt med tilkoblingsorganer for hurtig montering og demontering, og som tillater overføring av ordre eller signaler til hver bæreanordning for styring eller kontroll av neddykningen.

På ovenstående bakgrunn tar således denne oppfinnelse utgangspunkt i en bæreanordning for oseanografiske apparater og innrettet til å slepes av et fartøy på en automatisk regulert neddykningsdybde og forbundet med fartøyet ved hjelp av forbindelses-innretninger, omfattende i det minste en enhet av to elementer med positiv flyteevne eller oppdrift, innretninger til stivt å forbinde disse to elementer med hverandre og en bevegelig finne manøvrert ved hjelp av en reguleringsanordning som er følsom for variasjoner i dybde og innrettet til å holde bæreanordningen på

en referansedybde.

Det nye og særegne ved anordningen ifølge oppfinnelsen består i at de to elementer med positiv flyteevne består av skrog hvis volum for størstedelens vedkommende er konsentrert henimot det øvre parti av enheten av to elementer, at hvert skrog har et fremre parti som forløper på skrå bakover og nedad, et øvre parti med stor bredde og et nedre parti som er meget smalt i forhold til det øvre parti og at den bevegelige finne er plassert mellom de to elementer og ved den fremre del av disse.

Den her angitte løsning gjør det mulig å bringe tyng-depunktet i avstand fra oppdriftssenteret for hvert element. Følgelig blir det oppnådd en bedre stabilitet av anordningen under neddykning. Videre kan denne anordning ikke utføre rotasjon om sin lengdeakse og er innrettet til å foreta dykningsbevegelser rettet mot bunnen eller mot overflaten. Den fremre plassering av den bevegelige finne som her angitt, er også fordelaktig når anordningen er forbundet med fartøyet gjennom en kabel som tjener flere funksjoner og som er festet til den fremre ende av en rekke bæreanordninger som slepes i neddykket stilling. Den fremste bæreanordning vil i så fall bli utsatt for en oppadrettet kraft fordi kabelen stiger opp mot fartøyet. Denne kraft er til-bøyelig til å heve den fremre del av anordningen. Kompensasjon for denne permanente kraft kan foretas ved dreining av en finne plassert bakerst slik som i US-patent nr. 3.331.050, hvilket vir-ker til å skråstille bæreanordningen nedad og til å frembringe en motsatt rettet kraft. Imidlertid blir kompensasjonen for den oppadrettede kraft fra kabelen oppnådd meget lettere og mer effek-tivt med en finne plassert på den fremre del av bæreanordningen, fordi den motsatt virkende hydrodynamiske kraft frembragt ved innstillingen av finnen, har et angrepspunkt som befinner seg nær inntil festepunktene for slepekabelen. Den oppadrettede kraft fra kabelen blir nesten direkte kompensert ved hjelp av den motsatt virkende kraft forårsaket av den innstilte bevegelige finne, og hele bæreanordningen får som nevnt en bedre stabilitet i vannet.

Oppfinnelsen samt ytterligere trekk og fordeler ved denne skal forklares nærmere i den følgende beskrivelse under henvisning til tegningene, hvor: Figur 1 viser en bæreanordning ifølge oppfinnelsen i sin hel-het innrettet til å bære en kilde for utsendelse av seismiske bølger og et styresystem, samt forsynt med en reguleringsinnretning med to sylindre,

figur 2 viser skjematisk en reguleringsinnretning omfattende

en sylinder som arbeider med trykkluft,

figur 3 viser skjematisk en reguleringsinnretning omfattende

en belg som tilføres trykkluft,

figur 4 viser skjematisk en reguleringsinnretning omfattende

en belg i hvilken det tilveiebringes vakuum,

figur 5 viser i snitt den bæreanordning som er vist på

figur 1,

figur 6 viser bæreanordningen på figur 1 sett ovenfra,

— i

figur 7 viser en bæreanordning ifølge oppfinnelsen omfat-

tende flere kilder for utsendelse av seismiske bølger hvor hver er forsynt med et styresystem,

figur 8 viser en bæreanordning ifølge oppfinnelsen omfattende to kilder for utsendelse av seismiske bølger styrt

samtidig av ett eneste styresystem,

figur 9 viser et arrangement med flere bæreanordninger som slepes av et skip ved hjelp av ett og samme kabelarrangement.

Som det fremgår av figurene 1 og 6, består en bæreanordning ifølge oppfinnelsen i det vesentlige av en flytekonstruk-sjon omfattende to skrog 1 med positiv flyteevne eller oppdrift. Hvert av skrogene er utformet skråttløpende fra det fremre parti

i retning bakover og nedover, dvs. med stor bredde av det øvre parti og meget tynt på det nedre parti, slik at det dannes en like-vektsenhet hvis oppdriftssentrum ligger helt tydelig over tyngde-punktet. En slik enhet er meget stabil i vannet og har bare en eneste likevektsstilling.

De to skrog 1 er forbundet med hverandre ved hjelp av profilerte tverrbjelker 2 og 3 hvorav i det minste den ene, nem-lig den viste fremre bjelke 2, er forsynt med en bevegelig finne 4 innrettet til å regulere neddykningsdybden av bæreanordningen når denne fremføres i vannet. Et annet og sentralt profilert tverr-element 5 som er festet til de to skrog, understøtter i det viste eksempel en kilde 6 for utsendelse av seismiske bølger, hvilken kilde kan være av den type som er beskrevet i fransk patent 1.583.737 og er betegnet "FLEXICHOC". Denne kilde, som er basert på implosjon, blir manøvrert hydraulisk fra skipet. Et system av magnetventiler for styring er plassert i en tett beholder 7 festet på den bakre tverrbjelke 3 på bæreanordningen. Denne beholder 7 er forbundet ,med den seismiske kilde gjennom fleksible styre-ledninger 8.

Den bevegelige finne 4 er tilforordnet en reguleringsanordning 9 som består av to deler og som tjener til å holde bæreanordningen på den valgte dybde. En utførelsesform av denne reguleringsanordning skal beskrives mer detaljert nedenfor.

Arrangementet av elektriske og hydrauliske styrekabler og ledninger for manøvrering av de forskjellige elementer på bæreanordningen, er samlet innenfor en kappe 10 og er forbundet med skipet. På dette finnes det et elektrisk styresystem som ikke er vist på tegningen.

Reguleringsanordningen 9 kan ifølge figurene 1 og 2 bestå av en sylinder 11 med et stempel.12 forsynt med en meget kort stempelstang 20. En skyvestang 13 er leddforbundet ved sin ene ende med stempelstangen 20 ved hjelp av en aksel 14 og ved den annen ende ved en arm 15 som er montert på den bevegelige finne 4, idet forbindelsen mellom skyvestangen 13 og armen 15 skjer gjennom en aksel 16. Finnen 4 kan dreie seg om sin akse 17. En returfjær 25 er festet på sylinderen 11 og på armen 15. Den lukkede del 18 av sylinderen 11 inneholder trykkluft ved et trykk som balanserer det hydrostatiske trykk ved den valgte dybde for bæreanordningen. På denne dybde er finnen 4 innrettet til å innta en nøytral stilling. En ledning 26 forsynt med en ventil 27 gjør det mulig å tilføre trykkluft til sylinderdelen 18.

Når bæreanordningen går ned under den valgte dybde, øker det hydrostatiske trykk og blir høyere enn trykket av luften i sylinderdelen 18. Stempelet 12 blir skjøvet inn i sylinderen 11 og beveger derved stempelstangen 20, skyvestangen 13 og armen 15 som ved å bevege■seg i samme retning som stempelet, bringer finnen 4 til å dreies om sin akse 17. Angrepsvinkelen for finnen 4 blir derved øket og bæreanordningen stiger i vannet. Hvis denne stigning går ut over den pønskede dybde, avtar det hydrostatiske trykk og stempelet forskyves mot den åpne ende av sylinderen 11 med tilhørende bevegelse av stempelstangen 20, skyvestangen 13 og armen 15. Derved bringes finnen 4 til å dreie seg mot en angreps-vinkel som avtar, hvilket bevirker senkning av bæreanordningen i vannet. Fjæren 25 har til hensikt å sikre oppstigning av bæreanordningen til overflaten i tilfelle av unnslipning av luften i sylinderdelen 18, dvs. at fjæren innstiller angrepsvinkelen for finnen 4 slik at bæreanordningen går oppad i vannet.

I henhold til en første modifikasjon av reguleringsanordningen som illustrert på figur 3, er en belg 19 fylt med trykkluft som utbalanserer det hydrostatiske trykk på den valgte dybde for bæreanordningen. Denne belg som er plassert i en sylinder 11 og er festet til denne ved sin ene ende, kan strekke seg eller folde seg ut i denne i retning av sylinderens lengdeakse. Belgen er festet til en stempelstang 20 hvis annen ende er forbundet med en skyvestang 13 ved hjelp av en aksel 14, mens den annen ende av skyvestangen 13 ved 16 er leddforbundet med en arm 15 festet til finnen 4 som kan dreie seg om sin akse 17. En ledning 26 forsynt med en ventil 27 gjør det mulig å tilføre trykkluft til belgen 19. '

Virkemåten av denne anordning er i hovedsaken identisk med den som er beskrevet for anordningen på figur 2, idet belgen 19 blir sammenpresset når det hydrostatiske trykk øker og strekker seg ut når det hydrostatiske trykk avtar.

I henhold til en annen modifikasjon av reguleringsanordningen som vist på figur 4, omfatter anordningen de samme elementer som vist på figur 3, men belgen 19 er satt under vakuum istedenfor å være fylt med trykkluft slik som i foregående tilfelle. Utsugningen av luft skjer gjennom en ledning 26 forsynt med en ventil 27.

Denne anordning er videre forsynt med et system omfattende en fjær 21 som ved sin ene ende er festet til akselen 16 og ved sin annen ende til en kabel 22 lagt over en skive 23 og innrettet til å oppvikles på eller avvikles fra et element 24.

Med denne konstruksjon er det hydrostatiske trykk åpenbart alltid høyere enn det som hersker i belgen og den nødvendige kraft leve-res av fjæren 21 hvis stramning utligner den kraft som utøves av det hydrostatiske trykk mot belgen 19, når dette trykk i det vesentlige svarer til den dybde som er valgt for bæreanordningen. Når bæreanordningen går nedover i vannet og det hydrostatiske trykk øker, vil belgen 19 trykkes inn og dette medfører gjennom stempelstangen 20 og skyvestangen 13 en økning av strekkraften i fjæren 21. Bevegelsen av finnen 4 er den samme som i foregående tilfelle. Når bæreanordningen stiger i vannet og det hydrostatiske trykk avtar, strekkes belgen 19 ut og kraften i fjæren 21 avtar slik at det utøves en trekkraft på skyvearmen 13, hvilket fører til den samme bevegelse av finnen 4 som i foregående tilfeller ved avtagende hydrostatisk trykk.

De beskrevne reguleringsanordninger eller -systemer

er meget følsomme for variasjoner i neddykningsdybde og reagerer hurtig slik at bæreanordningen føres tilbake til den valgte referansedybde.

Eigurene 5 og 6 viser henholdsvis i vertikalsnitt og ovenfra den på figur 1 viste bæreanordning forsynt med et reguleringssystem . Figur 7 viser en bæreanordning med flere kilder 6 for seismiske bølger, hvor hver kilde har sitt eget system av magnetventiler 7 hvis tilførselsledninger alle er samlet i en kappe 10 ved hjelp av tilkoblingselementer 28. Figur 8 viser en bæreanordning ifølge oppfinnelsen mea to seismiske kilder 6 innrettet til å aktiveres samtidig ved hjelp av ett eneste magnetventilsystem 7 hvis tilførselsledninger er samlet i en kappe 10 ved hjelp av tilkoblingselementet 28. Figur 9 viser et arrangement av flere bæreanordninger som slepes bak et fartøy 30. Skrogene 1 på efter hverandre følgen-de bæreanordninger er forbundet med kabelarrangementet 10 ved hjelp av forankringsorganer 29. De forskjellige kabler for styring og tilførsel av energi for de apparater som bæres av anordningen, er forbundet med kabelarrangementet 10 ved hjelp av tilkoblingselementer 28.

Når de aktuelle oseanografiske operasjoner avsluttes, trekkes hele den neddykkede anordning opp på fartøyet 30 ved at kabelen 10 rulles inn på en trommel 32 anbragt på fartøyet.

En mellomliggende rulle eller skive 31 er plassert på den bakre ende av fartøyet.

De forskjellige valgte eksempler har illustrert bæreanordninger for seismiske kilder. Det er klart at slike an-ordninger også kan anvendes på tilsvarende måte for å bære andre apparater som tjener til oseanografiske undersøkelser, f.eks.

ved slepning av seismiske svømmelegemer e.l. med mottagere eller detektorer etc.

Videre er bæreanordningene i de valgte eksempler om-talt med bare en enkelt bevegelig finne plassert foran. Det er åpenbart at det kan anvendes flere bevegelige finner.

Det kan likeledes være av interesse å sammenkoble en bevegelig finne tilforordnet den bakre tverrbjelke på bæreanordningen, med den fremre, bevegelige finne. I dette tilfelle kan det samme reguleringssystem styre bevegelsen av begge fin-

ner på identisk måte.

Endelig kan det slås fast at i de valgte eksempler

er de forskjellige apparater plassert i det rom som begrenses av de to skrog på bæreanordningen. Det fremkommer således intet frem-spring utvendig som kunne være medvirkende til at bæreanordningen hekter seg fast i noe.

Claims (4)

1. Bæreanordning for oseanografiske apparater og innrettet til å slepes av et fartøy på en automatisk regulert neddykningsdybde og forbundet med fartøyet ved hjelp av forbindelsesinn-retninger, omfattende i det minste en enhet av to elementer (1) med positiv flyteevne eller oppdrift, innretninger (2, 3, 5) til stivt å forbinde disse to elementer med hverandre og en bevegelig finne (4) manøvrert ved hjelp av en reguleringsanordning som er følsom for variasjoner i dybde og innrettet til å holde bæreanordningen på en referansedybde, karakterisert ved at de to elementer med positiv flyteevne består av skrog (1) hvis volum for størstedelens vedkommende er konsentrert henimot det øvre parti av enheten av to elementer, at hvert skrog har et fremre parti som forløper på skrå bakover og nedad, et øvre parti méd stor bredde og et nedre parti som er meget smalt i forhold til det øvre parti og at den bevegelige finne (4) er plassert mellom de to elementer og ved den fremre del av disse.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at reguleringsanordningen omfatter en belg (19) i det indre av i det minste en sylinder som belgen er festet til ved sin ene ende, at det tilveiebringes et vakuum eller undertrykk i belgen, at belgen ved sin annen ende gjennom stenger og ar-mer (13-16,20) er forbundet med for det første en fjær (21) hvis strekkraft utligner den kraft som utøves på belgen av det hydrostatiske trykk som hersker på referansedybden, og for det annet med den bevegelige finne (4) hvis bevegelse om en tverr-gående akse bevirkes når belgens frie ende forskyves i sylinderen, hvilken sylinder er festet til ett av skrogene.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at en returfjær (25) er forbundet på den ene side med sylinderen (11) og på den annen side med en arm (15) som er festet på den bevegelige finne (4).

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter i det minste en bevegelig finne plassert på den bakre del av den enhet som består av de to skrog og hvis bevegelse skjer samtidig med bevegelsen av den fremre bevegelige finne, hvilket tilveiebringes ved hjelp av en og samme reguleringsanordning.