NO148740B - Anordning til utsettelse av et undervannsfartoey - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning til utsettelse av et undervannsfartøy fra en understøttelse på overflaten, omfattende et håndteringsapparat som befinner seg på den nevnte understøttelse, og som er utstyrt med bærekabel, der fartøyet henger i kabelens frie ende og med en konstruksjon som er festet til understøttelsen på overflaten og som stikker ned i vannet.

Undervannsfartøyet kan være en dykkerklokke, en undervannsbåt eller andre laster hvor vekten i luft er høy i forhold til vekten i vannet.

Oppfinnelsen har særlig anvendelse ved undervanns-arbeider.

Ved sjøsetting og opphaling av et undervannsfartøy

fra en bærer på overflaten står man overfor vanskeligheter som skyldes hiv på grunn av bølgebevegelsene når fartøyet passerer gjennom de øvre vannmasser i havet.

For at et undervannsfartøy skal kunne holdes neddykket samtidig som det er knyttet til en bærer på overflaten, f.eks. ved hjelp av en kabel, må man anvende utstyr som kompenserer hivbevegelsene slik at fartøyet ikke blir utsatt for støt eller slag som skyldes at bæreren på overflaten beveger seg med bølgene.

Det er tidligere kjent anordninger som skal sørge for en trygg føring av fartøyet gjennom de øvre vannmasser og en løsning går ut på å trekke fartøyet opp gjennom bølge-, sonen med en hastighet som er større enn bølgehastigheten. Utstyr for dette er blitt utviklet.

Utstyr som skal kompensere for hivbevegelse er dess-uten også allerede utformet og kan omfatte forbedrede taljer for konstant kabelbelastning, hydrauliske anordninger for kompensasjon og andre midler, men utstyr av denne art er kompliserte, og selv om resultatene man får er gode er det nødvendig med nøyaktig overvåkning og håndtering for å få den ønskede virkning.

Eksempler på utstyr til beskyttet nedsenkning av far-tøyer gjennom bølgesonen finnes i US patent nr. 3.641.961

og norsk patent 137042.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å redusere kraften i håndteringsapparatet og belastningen i bærekabelen

når fartøyet er ute av vannet og vektbelastningen derfor er maksimal, uten å redusere oppstignings- eller nedsenknings-hastigheten for fartøyet når det er fullstendig nedsenket.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene angitte trekk og vil det følgende bli forklart nærmere under henvis-ning til tegningene der: Fig. 1 skjematisk viser en anordning der undervanns-fartøyet som kan være en dykkerklokke, er i utgangs- eller ankomststi11ing,

fig. 2 viser skjematisk anordningen på fig. 1 der en løper støter mot et anslag i en konstruksjon når dykkerklokken skal settes ut eller tas opp,

fig. 3 viser skjematisk anordningen på fig. 1 i det øyeblikk da løperen hviler på anslaget og dykkerklokken er løsgjort fra løperen, slik at den kan fortsette nedstigningen med den nominelle hastighet på trinsene eller omvendt, hvis dykkerklokken skal tas opp foregår det med den nevnte hastighet inntil den støter an mot løperen,

fig. 4 viser skjematisk anordningen på fig. 1 i det øyeblikk dykkerklokken hviler på sjøbunnen, hvorved løperen, sammen med kabelen, utgjør en antihivinnretning,

fig. 5 viser en anordning for låsing av dykkerklokken sett ovenfra, når den er festet til løperen,

fig. 6 viser et snitt tatt etter linjen VI-VI på

fig. 5, og

fig. 7 og 8 er modifikasjoner av anordningen.

Et undervannsfartøy, f.eks. en dykkerklokke skal føres ned til overflaten, senkes ned i vannet og holdes i nedsenket stilling på et fast punkt, for deretter å føres opp til overflaten uten at belastningene i bærekabelen i særlig grad varierer mellom håndtering av dykkerklokken i luft og nede i vannet.

På en måte som er i og for seg kjent festes dykkerklokken til en kabel som kan rulles ut eller rulles' opp med et spill som er plassert på en bærer, f.eks. et over-flatefartøy, eller en annen anordning som er utstyrt med en kabel med en opprullingshastighet V.

I nedsenkningsøyeblikket styrer man dykkerklokken ved

å føre denne sammen med en taljeutstyrt styreinnretning som vil bli beskrevet i det følgende.

En løper som er utstyrt med taljer vil ved nedsenkningen ha en langsom hastighet som tilsvarer V dividert med antall strenger i taljen, og systemet som består av styreinnretning og dykkerklokke går gjennom bølgesonen i de øvre vannmasser uten å bli særlig påvirket av bølgene. Når grenseflaten for bølgebevegelsen i vannet er passert, stanses nedsenkningen av styreinnretningen og dykkerklokken blir deretter løsgjort for å fortsette sin nedstigning. For løs-gjøringen kan man løse låseanordninger eller det kan være tilstrekkelig å rulle ut bærekabelen.

På grunn av sin vekt og på grunn av at den støter an mot anslag vil styreinnretningen som kan være en løper, opp-føre seg som en enkel vendeskive i taljen og nedsenknings-hastigheten for dykkerklokken økes i forhold til antall strenger i taljesystemet. Hastigheten på dykkerklokken tilsvarer et øyeblikk den nominelle hastighet V på spillet.

Når dykkerklokken har nådd den ønskede dybde, stanses spillet. En kabellengde er da rullet ut. Dykkerklokken forblir nedsenket til et fast punkt og det er klart at på grunn av overflatefartøyets bevegelse vil avstanden.mellom dykkerklokken og den siste trinse i taljesystemet forandre seg.

Hvis belastningen i kabelen som tilsvarer Pa + massen

av dykkerklokken x akselerasjonen + motstanden i vannet under påvirkning av bølgebevegelsen blir større enn vekten av styreinnretningen i vannet : med n-1, blir denne utsatt for varia-sjoner ved å bli påvirket av bærekabelen for dykkerklokken der den del av kabelen som går til den siste trinse loddrett over dykkerklokken og til spillet blir forkortet, og den

nevnte avstand øker på grunn av den oppadgående bevegelse av overflatefartøyet og øker til sin opprinnelige lengde når overflatefartøyet får en nedadgående bevegelse. Styreinnretningen virker altså som en antihivinnretning. Ved dykkerklokkens oppstigning styrer man oppstigningen, og i det øyeblikk tregheten i dykkerklokken er overvunnet ved igang-setting av spillet vil vekten i vannet av styringsinnretningen være større enn n-1 x vekten av dykkerklokken i vannet. Den nevnte styringsinnretning vil derfor vende tilbake til sin nedsenkede stilling mot stoppeinnretningene. Oppstigningen for dykkerklokken utføres således med den nominelle hastighet for håndteringsspillet. Ved denne hastighet vil den møte styringsinnretningen og knytte seg til denne der dykkerklokken låses, slik at oppstigningen av styreinnretningen pluss dykkerklokken foregår med en langsom hastighet som tilsvarer V dividert med antall strenger i taljesystemet inntil dykkerklokken trenger gjennom grenseflaten i vannet og når bestemmelsesstedet over vannflaten.

En utførelsesform for oppfinnelsen er vist på fig.

1-4. Anordningen består her av et spill 1 festet til en bærer på overflaten 2. Bare en del av dekket på det bærende fartøy er vist på figurene. Rundt trommelen i spillet 1 er kabelen 3 rullet opp, og den frie ende 3a er festet til en dykkerklokke 4. Kabelen kan være en enkel bærekabel som tåler belastningene.

Som vist på fig. 1 og 2 er dykkerklokken tilsluttet

en styreinnretning som består av en løper 5 og en konstruksjon 6. Konstruksjonen 6 er festet enten til utsiden av overflatefartøyet eller i en brønn plassert midt i fartøyet og har en tverrbjelke 6a som stort sett er horisontal og parallell med vannflaten, og hvor det i de frie ender 6b og 6c er festet styreskinner 6d, som står vinkelrett på bjelken 6a og er innbyrdes parallelle. Skinnene 6d har en slik lengde at de trenger ned i vannet og passerer gjennom den kritiske bølgesone i grenseområdet Z. Skinnene d har til formål å samvirke med løperen 5 og styre denne. Løperen 5

består av en ramme 5a som er parallell med bjelken 6a og som stort sett.strekker seg over bredden mellom skinnene 6d og de to langsgående bjelker 5b som er festet til endene av rammen 5a og strekker seg nedover parallelt med skinnene 6d og nær inntil disse. Som man ser av tegningen vil løperen omslutte dykkerklokken og har en U-formet profil. Andre former er imidlertid teknisk mulige. De langsgående bjelker 5b er utstyrt med hjulgafler 5c anbrakt i samme plan og på siden av rammen 5a og hjulgafler 5d som ligger i avstand fra gaflene 5c. Gaflene 5d er i samme plan og parallelle med planet for gaflene 5c. Gaflene 5c og 5d danner fester for fritt roterende ruller 5e som kan ha en rille for å samvirke med ribber hvis skinnen er utstyrt med slike detaljer, eller være formet for å samvirke med U-jern som vist skjematisk på figuren. Løperen 5 er i den nedre del av de langsgående bjelker 5b utstyrt med stoppeknaster 5f som støter an mot anslag 6e ved den nedre ende av hver skinne 6d. Anslagene ligger i samme plan som er parallelt med bjelken 6a og vender mot hverandre i det indre av konstruksjonen 6.

Løperen 5 er likeledes i den øvre del utstyrt med en gaffel 5g der det er lagret en trinse med et spor h. Konstruksjonen 6 er likeledes utstyrt med to trinser 6f og 6g som er fritt lagret i en gaffel 6h. Trinsen 6b er plassert slik at kabelen 3 som er forbundet med dykkerklokken 4, strekker seg loddrett. Som vist på tegningen danner trinse-s^.stemet 5H-6f-6g en talje for kabelen 3. Det skal påpekes at det som her er vist er et eksempel på at anordningen godt kan ha fler eller færre trinser. Rammen 5a for løperen 5

har en sentralt'anbrakt føring 5j for kabelen til dykkerklokken 4 og føringen kan samvirke med en fremspringende del 4a på den øvre del av dykkerklokken.

Enden 3a av kabelen er festet til dykkerklokkens anordning 4a og er igjen utstyrt med et hode 4b som har form av en konus der generatrisene divergerer nedad. Det koniske hode har til formål å lette samvirkningen mellom den fremspringende del 4a og styringen 5j når dykkerklokken 4 og løperen 5 går mot hverandre.

Kabelen 3 bærer hele systemet og koniske støtdempere

7 er fordelt langs en sirkel rundt den teoretiske akse gjennom dykkerklokken og løperen. For å unngå oppskrapning av dykkerklokken 4 ved dens bevegelse i løperen 5 samvirker disse støtdempere med minst ett lager 8 i dykkerklokken. Lagrene vil ifølge en utførelsesform være en konisk for-dypning, f.eks. i form av en ringformet utsparing med trapesformet tverrsnitt der støtdemperne 7 passer inn.

Det er mulig å utstyre løperen 5 med en låseinnretning anbrakt i delen 5j i rammen 5a. En slik innretning som sikrer låsing av dykkerklokken er vist på fig. 5 og 6. Den består av to klør 9 og 10 som kan forskyves med et plan parallelt med og i nærheten av delen 5j, og klørne er sving-bare om to akser 11 som står loddrett på delen 5j og for-holdsvis langt fra sentret O i denne. Hver av klørne er utstyrt med halvsirkelformet åpning med en radius 9a/10a for å samvirke med den sylindriske del 4c av den fremstik-kende del 4a, slik at det dannes en sperre under det koniske hode 4b. Klørne beveger seg samtidig ved hjelp av et tarm-system 12 med krumme tenner 9b/10b.

Kloen 10 er utstyrt med en arm 10c som er leddforbundet med stempelstangen 13a i en dobbeltvirkende hydraulisk sylinder 13 som er svingbart om akselen 14 loddrett på delen 5j. Den hydrauliske sylinder 13 beveger seg i planet gjennom klørne 9 og 10 som er forbundet med hverandre ved hjelp av en elastisk anordning 15, f.eks. en fjær.

På fig. 5 er klørne 9 og 10 vist i åpen stilling med stiplede linjer. Fig. 7 er en modifikasjon av denne ut-førelse. Når løperen 5 anvendes for å begrense overbelastninger i bærekabelen, er det nødvendig at løperens vekt i vann er større enn n-1 x vekten i vann av dykkerklokken.

Da dykkerklokkens vekt Pa i vann er høy, medfører dette at det er nødvendig å anvende en løper som har en vekt Ca i vann som også er høy og der den virkelige vekt C likeledes er høy, slik at når undervannsfartøyet er ute av vannet, vil den virkelige vekt C av løperen summeres til den virkelige vekt P av undervannsfartøyet. For å unngå denne ulempe og samtidig anvende løperen for å redusere overbelastninger benyttes det en ballast 16 eller flere ballaster som forblir nedsenket og som er plassert på anslagene 6e ved den nedre ende av styreskinnene 6d i den faste konstruksjon 6. Ballastene kan gli fritt oppover. De kan f.eks. være utstyrt med ruller 17 som ruller .langs skinnene 6j, dvs. over en del av skinnene 6d.

Løperen 5 er utstyrt med innretninger som gjør det mulig å feste ballastene midlertidig. Innretningene kan f.eks. bestå av bolter 18 som manøvreres av en liten hydraulisk sylinder 19, og som går inn i utsparinger 20 i ballasten. Boltene kan imidlertid byttes ut med andre egnede koplingsanordninger.

I dette tilfellet er vekten La i vann av ballastene pluss vekten Ca av løperen 5 i vann større enn n-1 x vekten Pa av undervanns fartøyet i vann. Bare løperen 5 går ut av vannet sammen med undervannsfartøyet slik at kabelen da bare bærer den virkelige vekt av løperen 5 pluss den virkelige vekt av undervannsfartøyet. Fig. 7 viser i stor målestokk den nedre ende av skinnen 6d som har et anslag 6e, en del av ballasten 16 og den nedre ende av en av stopperne 6f på løperen 5 samt en bolt 18. Fig. 8 viser en annen utførelse der man ikke anvender løperen til reduksjon av overbelastninger i kabelen når fartøyet er nedsenket. Her festes løperen 5 midlertidig til den faste konstruksjon 6 når undervannsfartøyet 4 er frigjort slik at man får et forankringspunkt for de nedre trinser 5h som der-ved virker som enkle vendeskiver for bærekabelen.

I dette tilfellet er det ikke nødvendig at løperen

har en minimal vekt. Den eneste funksjon løperen har er å styre undervanns fartøyet når det føres gjennom bølgeområdet i vannet.

Fig. 8 viser den nedre ende av løperen 5f som rullen 5e. Man ser den nedre ende av en skinne 6d i konstruksjonen 6, som rullene 5e glir langs. Enden 6d har et anslag 6e som løperen støter an mot. Også på fig. 8 finnes det en innretning til midlertidig fastlåsing av løperen 5 til den faste konstruksjon. Innretningen består av en bolt 21 som påvirkes av en liten hydraulisk sylinder 22, og bolten stikker 1 låsestilling i en utsparing 23 i løperen 5. Under nedsenkning er fartøyet festet til løperen, og den hydrauliske sylinder 22 settes i funksjon når løperen ligger an mot anslagene 6e, hvoretter fartøyet kan løsgjøres fra løperen. Under hevning av fartøyet trekkes dette opp i løperen 5 og festes til denne, hvoretter den hydrauliske sylinder 22 settes i virksomhet for å frigjøre bolten 21 fra utsparingen 2 3 i løperen 5.

Claims (7)

1. Anordning til utsettelse av et undervanns fartøy (4) fra en understøttelse (2) på overflaten, omfattende et håndteringsapparat (1) som befinner seg på den nevnte under-støttelse på overflaten (2) og som er utstyrt med en bærekabel (3), der fartøyet (4) henger i kabelens fri ende (3a), og en konstruksjon (6) som er festet til understøttelsen (2) på overflaten og som stikker ned under vannflaten, karakterisert ved at den omfatter:

a) en løper (5) med styring som samvirker med minst en styreskinne (6d) på konstruksjonen (6), b) en taljeinnretning med n strenger med minst en øvre fast blokk (6f, 6g) og minst en nedre bevegelige blokk (5h) som bærebjelken (3) passerer gjennom, der de øvre blokker (6f,6g) er anbrakt i den nevnte konstruksjon (6), mens de nedre blokker (5h) er festet til løperen (5) og c) festeanordninger som midlertidig låser undervannsfar-tøyet og løperen (5) sammen når fartøyet (4) er i ferd med å dykke ned i vannet og for deretter å frigjøre fartøyet.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at konstruksjonen (6) har minst en tvers-gående horisontal bjelke (6a) anbrakt i et øvre parti over vannet, og minst to styreskinner (6d) for løperen (5), hvilke skinner strekker seg nedad fra bjelken (6a) og ned i vannet.

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert v e d at løperen (5) består av en ramme i form av en galge med en øvre horisontal bjelke (5a) og to parallelle side-dragere (5b) som bærer styreorganer (5e) for samvirkning med de nevnte skinner (6d).

4. Anordning som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at de nevnte styreskinner (6d) har anslag (6e) som løperen '(5) kommer i anlegg mot for begrensning av løperens (5) bevegelse nedad, men slik at den fritt kan stige.

5. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at løperens (5) vekt i vann er n-1 ganger større enn vekten i vann av fartøyet

6. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at løperen (5) har organer for midlertidig sammenlåsning med skinnene (6d) og for å holde løperen neddykket når fartøyet (4) er neddykket.

7. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at skinnene (6d) har minst en ballast (16) som er neddykket og anbrakt ved anslagene (6e) slik at de kan gli oppad, og ved at den nevnte løper (5) er utstyrt med organer for midlertidig sammen-kopling med ballasten (16) når fartøyet (4) er neddykket, og vekten av ballasten (16) i vann pluss vekten i vann av løperen (5) er større enn n-1 ganger vekten av fartøyet (4) i vann.