NO770633L - Indikatoranordning for lasteoverf¦ring. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning til angivelse av når overføring av laster kan skje mellom to stasjoner som er bevegelige i forhold til hverandre i det minste i et vertikalplan.

Når lastoverføring er nødvendig, f. eks. mellom far-tøyer til sjøs, må stor forsiktighet utvises når en last løftes fra det første av de to fartøyer både når krankroken på det annet fartøy bringes over til det første fartøy og når lasten løftes.

Vertikal bevegelse mellom kroken og det første fartøy kan være farlig for besetningsmedlemmer og fartøyet når kroken nærmer seg fartøyets dekk for å få lasten festet. Videre er det ønskelig at lasten løftes på et slikt tidspunkt og med en slik hastighet at svingning av lasten ikke finner sted i det øyeblikk den løftes, og at lasten løftes klar av fartøyet før et nytt slag mellom lasten og dekket på fartøyet kan finne sted som et resultat av den vertikale relative bevegelse mellom kran og fartøy.

Ofte er den første vertikale bevegelse av en last langsommere enn den relative bevegelse i løfteretningen, og kran-føreren rnå bruke sin sakkunnskap og erfaring når han velger den beste del av den vertikale svingebevegelse til start av løftingen. I denne forbindelse er han ofte hindret ved at han må arbeide på et sted som gjør bedømmelse av størrelsen av de vertikale bevegelsen vanskelig.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å komme

frem til en anordning som angir hensiktsmessige forhold for start av løft av en last fra den ene av to stasjoner som er bevegelige i forhold til hverandre, i det minste i vertikalplanet,

og ved hjelp av en kran som bæres av den annen stasjon.

I henhold til oppfinnelsen er denne hensikt oppfylt ved hjelp av indikatoranordninger som angir hensiktsmessige betingelser for løft av en last fra den første av de to stasjoner, der kranen er innrettet til å tillate kroken, når den er festet til låsten på den første stasjon, å følge bevegelsen av den første stasjon før lasten løftes, og indikatoranordningen omfatter følere for føling av relativ bevegelse mellom stasjonene, hvilke følere avgir signaler som representerer verdiene for den relative hastighet og akselerasjon av stasjonene, og omfatter anordninger som er følsomme overfor størrelse og/eller retning av signalene for å frembringe et indikatorsignal når den relative hastighet for tilnærmelsen mellom stasjonene ligger mellom en maksimal positiv verdi og en negativ verdi, og den relative akselerasjon av stasjonene er rettet bort fra tilnærmelsesretningen.

Anordningen som avgir indikatorsignalet kan innbefatte terskelanordninger som er beregnet på å sammenlikne et signal som representerer den relative tilnærmelseshastighet for stasjonene med en første referanseverdi for så å avgi et signal når hastigheten nærmer seg en på forhånd bestemt verdi, og er beregnet på å sammenlikne et signal som representerer den relative akselerasjon av stasjonene med en andre referanseverdi,

for så å avgi et signal når akselerasjonen i tilnærmelsesretningen for stasjonene har en negativ verdi, det vil si virker bort fra tilnærmelsesretningen.

Den på forhånd bestemte verdi av hastigheten kan være kranens løftehastighet for lasten.

Indikatoranordningen kan'også innbefatte anordninger for angivelse av at tilfredsstillende betingelser bibeholdes over en på forhånd bestemt minimumsperiode for tid.

For en kran der kroken henger i en line og linen holdes strammet av en strammeanordning kan anordningen,som føler relativ bevegelse,omfatte en takogenerator som bæres av kranen og skal avgi et signal som representerer den hastighet hvormed linen hives inn og/ eller fires ut fra kranen, det vil si den hastighet hvormed stasjonene beveger seg i forhold til hverandre, hvilket signal differensieres for å gi et signal som representerer den relative akselerasjon.

Som et alternativ kan anordningene for føling av relativ bevegelse omfatte ett eller flere akselerometere som er plasert slik at de føler den vertikale akselerasjon av hver stasjon som underkastes bevegelse i forhold til jorden, idet utgangssignalene som representerer bevegelsen av hver stasjon kombineres for 'å angi retningen av den relative akselerasjon mellom stasjonene og integreres for å gi et signal som mål for den relative hastighet mellom stasjonene.

I denne beskrivelse skal uttrykket "kroken" som er benyttet til å angi den del av kranen der en last festes, omfatte en hvilken som helst vanlig anordning for feste av last, såsom elektromagneter, løfteåk, stropper, gafler og liknende.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk og vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene der: Fig. 1 skjematisk viser et koplingsskjerna for en første utførelsesform for indikatoranordningen i henhold til oppfinnelsen og

fig. 2 viser skjematisk oppbygningen av en annen utførelsesform for indikatoranordningen i henhold til oppfinnelsen.

Som eksempel er det i denne beskrivelse forutsatt at den.første og andre stasjon er henholdsvis et forsyningsfartøy og en plattform til havs, der plattformen er meget større enn forsyningsfartøyet, slik at hvis plattform og fartøy tvinges til vertikale bevegelser på grunn av bølger vil plattformens bevegelser være meget langsommere enn fartøyets, men kanskje ha større amplitude.

Forsyningsfartøyet kan antas å svinge vertikalt med en enkel,harmonisk bevegelse (SHM), og på grunn av forskjellen i svingningsfrekvenser mellom de to stasjoner kan, som en første tilnærmelse, fartøyet forutsettes å være underkastet enkel, harmonisk bevegelse i forhold til plattformen.

Betrakter man den vertikale bevegelse er kriteriet for en heldig løftning av lasten fra fartøyet at den hastighet lasten løftes med i forhold til kranen er større enn den vertikale tilnærmelseshastighet mellom de to stasjoner. Videre bør fartøyet sakne i forhold til plattformen som den nærmer seg, eller være stasjonær eller begynne å bevege seg bort fra platt formen idet lasten løftes for at den tid som står til rådighet for at lasten skal kunne gå klar av., fartøyet skal bli lengst mulig.

Den utførelsesform for indikatoranordningen som er vist på fig. 1 er godt egnet for anvendelse sammen med en ikke vist kran, der kroken henger i en line og som har en strammeanordning slik at når kroken er festet til en last på et for-syningsfartøy, vil relativ bevegelse mellom fartøyet og plattformen opptas ved samling av linen i og utføring av linen fra kranen for å holde stramning i linen,slik at den ikke blir slakk og altfor spent når den senere strammes.I én slik kran kan strammeanordningen omfatte en sérvomotor som vikler linen på og av en vinsj trommel i kranen for å opprettholde en på forhånd bestemt stramning mot vekten av lasten som skal løftes, og stramningen i linen føles f.eks.vav en transduktor som er montert på en blokk i kranarmen som linen løper over.

Der en slik strammeanordning anvendes innbefatter indikatoranordningen i henhold til oppfinnelsen en takogenerator 100 som drives av vinsjtrommelen ved servobevegelse av denne,

og den frembringer en utgangsspenning som er knyttet til den hastighet hvormed trommelen roterer i ethvert øyeblikk. Hastig-hetssignalet mates til en inngang i en første eller "hastighets"-sammenlikner 11, og gjennom en differensieringskrets 12 til en inngang for en andre eller "akselerasjons"-sammenlikner 13. Sammenliknerne 11 og 13 har terskelanordninger.

Den annen inngang til hastighetssammenlikneren 11 til-føres en på forhånd bestemt "hastighets"-referansespenning fra lederen 14 som er knyttet til en ikke vist kilde, f.eks. i form av et potensiometer. Inngangene er. koplet slik at sammenlikneren .11 frembringer et utgangsignal bare når amplituden på hastig-hetssignalet faller under nivået for referansespenningen.

Den annen inngang til akselerasjonssammenlikneren 13 tilføres en på forhånd innstilt "akselerasjon" referansespenning med en leder 15 fra en ikke vist kilde svarende til den som frembringer hastighetsreferansespenningen. Referanseakselerasjons-spenningen kan med fordel være null slik at sammenlikneren 13 kan innrettes til å gi et utgangssignal bare når det differensi-erte hastighetssignal blir negativt i verdi, det vil si når akselerasjonen virker bort fra tilnærmelsesretningen for de to stasjoner.

Utgangsklemmene for sammenliknerne 11 og 13 er koplet til inngangsklemmer for en toinngangs OG-port 16 som dermed frembringer et signal når vinsjtrommelen og derfor lasten beveger seg oppad med en hastighet som har avtatt under terskelreferanseverdien og med en akselerasjon som virker bort fra tilnærmelsesretningen mellom stasjonene, det vil si når fartøyet som bærer lasten nærmer seg en bølgetopp.

Hstighetsreferansespenningen er fortrinnsvis valgt med et nivå som svarer til en relativ tilnærmelseshastighet som ligger mellom den maksimale verdi og null, slik at lasten før hevning av denne begynner,beveger seg i samme retning som hev-ningen for derved å redusere enhver;tilbøyelighet til plutselig stramning og svingninger ved lasten når driften av kranen over-føres fra strammeanordningen til hovedheisverket. Tendensen til plutselig stramning kan reduseres til et minimum ved valg av en referansespenning som svarer til en tilnærmelseshastighet lik kranens løftehastighet,slik at lasten får en jevn overgang fra bevegelse oppad på fartøyet til bevegelse oppad hengende i krankroken.

Man vil se at strammeanordningen godt kan være av en annen art enn den som er servostyrt. For eksempel kan et fjær-belastet system av blokker anvendes for å ta inn slakk line uten at denne vikles på vinsjtrommelen, og hastighetsmåling kan da foretas ved måling av linens passasje over en blokk eller trinse.

For å forsikre seg om at betingelsene som er angitt som tilfredsstillende for påbegynnelse av lastens hevning virkelig hersket, mates signalet fra porten 16 direkte til den ene inngang 17 i en to-inngangspor.t' 18 og gjennom en tidsfor-sinkelseskomponent'19 til portens andre inngang 20. Tidsforsink-elseskomponenten innfører en tidsforsinkelse på f.eks. 0,1 sek. selv om dette kan endres, slik at porten 18 bare frembringer et tilstandsangivende signal når de ønskede tilstander eller betingelser for fartøyets bevegelse•har hersket i løpet av for-sinkelsesperioden. Da indikatorsignalet kanskje ikke opptrer med en varighet som tilsvarer den handling som utføres som et resultat av indikasjonen, særlig nå.r vinsjtrommelens hastighet endres for løftingen, kan indikatorsignalet påtrykkes en bi-stabil lås 21 som frembringer et kontinuerlig signal til den stilles tilbake.

Som et alternativ til måling av relativ hastighet mellom stasjonene kan føling av hastighet og akselerasjon ut-føres ved å føle akselerasjonen av hver stasjon i forhold til jorden.

På fig. 2 er akselerometere••• 100 knyttet til henholdsvis kroken og plattformen og frembringer signaler som angir opp-adrettet vertikal akselerasjon av stasjonene. Akselerometerne kan være av den art som er beskrevet i britisk patent 1.362.121, og som kan være innrettet til å avgi et utgangssignal med en spenning som står i et lineært forhold til akselerasjonens størrelse. Akselerometersignalene settes sammen for å gi et signal som representerer den relative akselerasjon som påtrykkes direkte til den ene inngang i en akselerasjonssammenlikner 130 og gjennom en integrerende komponent 120 til en hastighets-sammenlikner 110. Virkningen av sammenliknerne og den krets som følger etter disse tilsvarer det som er beskrevet i forbindelse med fig. 1.

Det skal pekes på at akselerometeret for kroken kan bæres av lasten eller av fartøyet idet disse tre gjenstander følger den samme bevegelse før lasten løftes.

Der stasjonen som bærer kranen ikke er utsatt for vertikale bevegelser, f.eks. hvis plattformen står på sjøbunnen eller stasjonen er på en fast brygge, krever utførelsen på

fig. 2 bare ett akselerometer for måling av bevegelsen av lasten på fartøyet.

Det skal også pekes på at kranen kan bæres på den .stasjon som har de hurtigste bevegelser, men i utførelsen på fig. 2, der det benyttes akselerometere og der den stasjon som bærer kranen er den eneste som er underkastet bevegelse, må akselerometeret bæres av kranen eller dens stasjon.

Det er også klart at de kretser som er vist på fig.

1 og 2 kan utføres mer kompliserte for å ta hensyn til mer komplekse bevegelser mellom stasjonene hvis de er av samme størrelse og bevegelsene av de to stasjoner når de nærmer seg hverandre har samme amplitude og hastighet.

Claims (7)

1. Indikatoranordning for angivelse av forhold som er egnet for løfting av en last fra en. første av to stasjoner som er bevegelige i forhold til hverandre i det minste i et vertikalplan og med en kran som bæres av,en andre stasjon, og der kranen er innrettet til å tillate kroken, når- den er festet til lasten på den første stasjon, å følge bevegelsen av den første stasjon før lasten løftes,karakterisert vedføleanordninger til føling av relative bevegelser mellom stasjonene og til frembringelse av signaler som representerer verdiene av den relative hastighet og relative akselerasjon av stasjonene, og anordninger som påvirkes av størrelsen og/ eller retningen av signalene til frembringel.se av et indikatorsignal når den relative hastighet av tilnærmelsen mellom stasjonene ligger mellom en maksimum'positiv verdi og en negativ verdi, og den relative akselerasjon av stasjonene er i en retning bort fra tilnærmelsesretningen.

2. Indikatoranordning som angitt i krav 1,karakterisert vedat anordningene som skal avgi et indikatorsignal innbefatter terskelanordninger beregnet på å sammenlikne et signal som representerer den relative tilnærmelseshastighet for stasjonene med en første referanseverdi til frembringelse av et signal når hastigheten når en på forhånd bestemt verdi, og beregnet på å sammenlikne et signal som representerer den relative akselerasjon av stasjonene med en andre referanseverdi til frembringelse av et signal når akselerasjonen i stasjonenes tilnærmelsesretning har en negativ verdi.

3. Indikatoranordning som angitt i krav 2,karakterisert vedat den på forhånd bestemte verdi av hastigheten er avpasset for å være lik den hastighetsverdi hvormed en last kan løftes av kranen.

4. Indikatoranordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, for en kran der kroken henger i en line som er strammet av en strammeanordning,karakterisert vedat anordningen for føling av relativ bevegelse omfatter en takogenerator båret av kranen og beregnet på å avgi et signal som angir den hastighet hvormed linen hives inn eller fires ut fra kranen, og omfattende anordninger for differensiering av signalet med hensyn på tid for å gi et signal som representerer den relative akslerasjon av stasjonene.

5. Indikatoranordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-3,karakterisert vedat anordningene for føling av relativ bevegelse omfatter et akselerometer som er anbrakt slik'at det føler vertikal akselerasjon av hver stasjon som er'underkastet bevegelse i forhold til jorden, idet akselerometersignalene settes sammen for å gi et akselerasjonssignal som angir retningen av den relative akslersajson mellom stasjonene og en integreringsanordning som er beregnet på å integrere det relative akselerasjonssignal til frembringelse av et signal som angir den relative hastighet mellom stasjonene.

6. Indikatoranordning som angitt i krav 5,karakterisert vedat akselerasjonen av den stasjon som bærer lasten føles av et akselerometer som er anbrakt på kroken.

7. Indikatoranordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-6,karakterisert veden tidsfor-sinkelsesanordning som er beregnet på å motta og forsinke det nevnte indikatorsignal med en på forhånd bestemt tidsperiode, og ved en to-inngangs portanordning beregnet på å motta indika-torsignaler direkte og fra forsinkelsesanordninger, hvilken portanordning er følsom overfor signaler som påtrykkes begge innganger slik at det avgis et utgangssignal til angivelse av at tilfredsstillende løfteforhold vil bli opprettholdt i løpet av den nevnte på forhånd innstilte tid.