NO831079L - Anordning for aa kompensere for stampingen som en last, som er nedsenket opphengt fra et fartoey, er utsatt for - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en innretning for kompensering av stampebevegelser for en neddykket gjenstand som henger ned fra et fartøy, slik som en dykkerklokke. Formålet med oppfinnelsen er å oppnå at den vertikale bevegelsesamplityde for gjenstanden skal bli så liten som mulig, uansett de vertikale bevegelsesamplityder for fartøyet, hvilke kan komme opp i 12 meter eller mere i grov sjø.

Nærmere bestemt er formålet med oppfinnelsen å oppnå bevegelsesamplityder for gjenstanden som ligger mellom 5

og 10% av bevegelsesamplitydene for fartøyet.

Det er kjent innretninger for kompensering av stampebevegelser for en gjenstand som henger ned fra et far-

tøy.

FR-PS 78 02009 beskriver et aktivt kompenseringssystem

for uønskede relativbévegelser, fortrinnsvis ved forflytning av en gjenstand, idet det benyttes et system med lang periode for kompensering av statiske belastninger som bevirkes av gjenstanden og et system med kort periode for kompensering av uønskede relativbévegelser for gjenstanden i forhold til et referansenivå, omfattende en kompensasjonssylinder utstyrt med to stempler som virker i motsatte retninger, idet sylinderen, via forbindelsesmidler, kan kobles til et eller flere trykk-reservoarer, og systemet med lang periode er pneumatisk, idet luft eller en inert gass utgjør drivmedium.

Det er også kjent et system for kompensasjon av uønskede relativbévegelser, fortrinnsvis under forflytning av en gjenstand, idet det benyttes et system med lang peri-, ode for kompensering av statiske belastninger som bevirkes av gjenstanden og et system med kort periode for kompensering av uønskede relativbévegelser for gjen- standstanden i forhold til et referansenivå, idet systemet med kort periode omfatter midler for påvisning av relativbévegelser for gjenstanden i forhold til referansenivået, hvilke midler omfatter aksellerasjonsmålere, som hver'er festet til den ytre ende av en belastningsarm, til gjenstanden eller til en understøttelse som gjenstanden er festet til, og eventuelt også til referansenivået når dette er i bevegelse, samt en logisk komparator for å sammenligne målingene til aksellerasjonsmålerne.

Et formål med oppfinnelsen er å komme frem til en innretning med øket nøyaktighet med hensyn til bevegelser og minsket reaksjonstid for reguleringen.

Et annet formål med oppfinnelsen er å komme frem til en innretning som foruten å gi en god kompensasjon også gir gjenstanden en vertikal bevegelse med kontrollert ampli--tyde og hastighet, slik at gjenstanden kan anbringes på

en skånsom måte på sjøbunnen eller på en undervannskonstruksjon.

Et annet formål med oppfinnelsen er å komme til en innretning som holder kabelen som gjenstanden henger i under konstant strekk, også når gjenstanden anbringes på sjø-bunnen eller på en undervannskonstruksjon.

Oppfinnelsen angår således en innretning for kompense-

ring av stampebevegelser for en neddykket gjenstand som henger ned fra et fartøy i en kabel fra en vinsj ombord i fartøyet,• idet kabelen, mellom vinsjen og gjenstanden befinner seg i en talje med et første og annet sett trinser, og taljen er utstyrt med midler for variasjon av avstanden mellom de to sett trinser, i avhengighet av sig-, naler fra en reguleringskjede som mottar måleresultater om treghetskrefter fra gjenstanden og/eller krefter som overføres i kabelen, hvilke midler omfatter i det minste

en stempel/sylinderanordning hvis sylinder er faststående i forhold til fartøyet og er festet til opplagringen for det første sett trinser, idet stempelstangen er festet til opplagringen for det annet sett trinser, og stempel/sylin-deranordningen aktiveres ved hjelp av en servoventil som mottar de nevnte signaler, og det annet sett trinser er festet til stempelstangen til i det minste en annen stempel/ sylinderanordning hvis sylinder er faststående i forhold til fartøyet og er tilkoblet idet minste en hydraulisk akkumulator av olje/gass-typen, og innretningen kjenneteg-nes ved at akkumulatoren er tilkoblet en trykkgasskilde via en reduksjonsventil som gir et trykk som kan reguleres som en funksjon av den kabellengde som er i bruk.

I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter reguleringskjeden en første krets som utvikler et første styresignal til midlene for å variere avstanden mellom de to sett av trinser ut fra målingen av den vertikale aksellerasjon til fartøyet, og en annen krets utvikler et annet signal ut fra enten måling av bevegelsen til stempelstengene til den første stempel/sylinderanordning i forhold til fartøyet eller ut fra måling av strekket i kabelen mellom det annet sett trinser og gjenstanden.

Fortrinnsvis omfatter reguleringskjeden en tredje krets

som utvikler et tredje signal ut fra måling av den relative bevegelse mellom de to sett trinser.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere, under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser skjematisk prinsippet for de mekaniske ele-menter som inngår i innretningen i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 viser en del av innretningen sett fra siden.

Fig. 3 viser del samme del sett ovenfra.

Fig. 3A viser et snitt etter linjen A-A i fig. 2.

Fig. 4 viser et skjema for de hydrauliske kretser i innretningen. Fig. 5 viser skjematisk utførelse av målinger for regulering av innretningen. Fig. 6 viser et blokkskjema for det elektroniske reg-uleringssystem for innretningen. Fig. 1 viser skjematisk et fartøy 1, som omfatter midler for å hold<t>e en gjenstand 2, slik som en dykkerklokke, neddykket. Disse midler omfatter en kabel 3 som med en ende er festet til en vinsj 4 ombord i fartøyet og er ført gjennom en åpning 5 i fartøyet.

Kabelen er ført gjennom en talje som omfatter et sett trinser 6 med horisontal akse, fastmontert i forhold til fartøyet, og et sett trinser 7 med horisontal, bevegelig akse. Trinsene 6 er montert på syiindre 8A til en syl- . inder/stempelanordning 8, og trinsene 7 er montert på

de bevegelige stempelstenger 8B til sylindrene.

I fartøyet er montert en vogn 10 som tjener til manøv-rering av dykkerklokken når denne heves over vannflaten og ikke lenger har oppdrift, fordi vekten av dykkerklokken blir for stor for vinsjen 4.

Fig. 2 og 3 viser et eksempel på utførelse av taljen med stempel/sylinderanordningene.

Det er vist en metallisk ramme 20, trinsene 6A, 6B og 6C med faststående akse og kabelen 3 som med sine ender er fpstet til henholdsvis gjenstanden 2 og vinsjen 4. De bevegelige trinser 7A og 7B er lagret i en bevegelig vogn.17 utstyrt med hjul 18A, 18B som kan rulle på skin-ner 19A, 19B. Vognen er tilkoblet stempelstengene 21A, 22A, 23A, 24A til stempel/sylinderanordningene 21, 22', 23, 24 med sylindrene 21B, 22B, 23B og 24B, hvis funksjon skal forklares nærmere i det følgende.

I rammen er anordnet akkumulatorer 26A, 26B og 26C som samvirker med stempel/sylinderanordningene, slik det skal forklares i forbindelse med fig. 4. I denne figur er vognen som inneholder de bevegelige trinser 7 vist som en arm 17A.

Stempel/sylinderanordningene 21, 23 (bare anordningen

21 er synlig i fig. 4) er passive anordninger som kan gi stor kraft, tilkoblet en akkumulator 26A med olje og gass under høyt trykk og en akkumulator 26C med olje og - gass under lavt trykk, idet det er montert en ventil 31, sikkerhetsventiler 32, 33 og en enveisventil 34. Opp-gaven til de passive anordninger 21, 23 er å gjøre systemet nesten ustatisk på en slik måte at når vinsjen ikke er i drift trekkes ikke kabelen ut fra vinsjen av seg selv.

Det er imidlertid anordningene 21, 23 som kompenseres for vekten til gjenstanden og kabelen. Denne vekten øker etter hvert som kabelen trekkes ut fra vinsjen. Stivheten i den fjær som akkumulatoren utgjør justeres ved å øke gasstrykket, idet gassen inneholdes i en beholder 35. En reduksjonsventil 36, som sammen med ven-tiler 36A og 36C er montert mellom beholderen og akkumulatorene 26A og 26C kan reguleres manuelt eller automatisk i avhengighet av et beregnet strekk i kabelen. , Fortrinnsvis benyttes nitrogen som gass i akkumulatorene.

Når gjenstanden holdes av begge stempel/sylinderanord ningene benyttes akkumulatoren 26A som sikrer at systemet er ustatisk, idet ventilen 34 gir kommunikasjon mellom ventilene 31 og 32. Ventilen 36A er åpen og ventilen 36C

er lukket.

Når gjenstanden befinner seg på sjøbunnen eller på en undervannskonstruksjon benyttes bare akkumulatoren 26C, for å sikre permanent strekk i kabelen. Ventilen 34 gir kommunikasjon mellom ventilene 31 og 33. Ventilen 36A er lukket og ventilen 36C er åpen.

Trykket i akkumulatoren 26C kan likeledes justeres manuelt eller automatisk.

Det er to pasisiv<e>stempel/sylinderanordninger 21 og 23,

som enten er tilknyttet det samme system 26A, 26C, 35

eller to like systemer. Det er av betydning at det på armen 17 virker en kraft som er parallell med bevegelses-retningen til vognen, for å unngå risiko for forkiling,

og det er valgt symmetrisk montering i forhold til midt-planet mellom skinnene 18A og 18B for vognen. Bruken av bare de passive stempel/sylinderanordninger 21, 23 gir en kompensering av stampebevegelser i størrelsen 50%.

En mere fullstendig kompensering oppnås med de to stempel/ sylinderanordninger 22, 24 (det er valgt to slike aktive anordninger av de samme symmetrigrunner som for de passive anordninger) som har sine stempelstenger 22A og 24A festet til vognen 17 (vist som armen 17A i fig. 4).

Bare anordningen 22 er vist i fig. 4. Denne anordning er hydraulisk tilknyttet en servoventil 41 som styres elektrisk og på den ene side er tilkoblet et system for oljetilførsel som omfatter en pumpe 42 drevet av en motor 43, en beholder 44 og et kjøleelement 45 for olje, fortrinnsvis med vann, og på den annen side er servoventilen tilkoblet begge sider av stempelet 22C i anordningen 22, idet det er innkoblet en ventil 46 som er tilkoblet et oljereservoar 47 som står under trykk.

Ordrene som mottas av servoventilen behandles av en reguleringskjede som skal beskrives i det følgende/og ordrene er av tre typer:

- strekkraft (blokk 51)

regulering av aksellerasjon (blokk 52)

korreksjon av avdrift, i den ene.eller annen retning

(blokk 53).

En første oppgave for ventilen 46 er å bevirke sirkulasjon av den nødvendige oljemengde for bevegelse av stempelet 22C, ved å sette vedkommende kammer i sylinderen i forbindelse med beholderen 47, i tilfelle av elektrisk svikt.

En annen oppgave for ventilen 46 er om nødvendig å sperre stempel/sylinderanordningen 22, ved å hindre sirkulasjon av olje fra den ene eller annen side av stempelet.

Fig. 4 viser en trinse 50 som forbinder kabelen 50A med vognen.

Vinkelstillingen til denne trinse gir et signal som re-presenterer stillingen til stempelstengene i stempel/ sylinderanordningene.

Fig. 5 viser skjematisk hele innretningen anordnet i et fartøy 1, omfattende gjenstanden 2, kabelen 3, vinsjen 4, de bevegelige trinser 7, stempel/sylinderanordningene 2\ og 22, akkumulatoren 26A og servoventilen 41.

De målinger som utføres for å føres til reguleringskjeden er følgende: 1) den momentane vertikalaksellerasjon a" til fartøyet, målt med en aksellerasjonsmåler basert på treghet (a er den vertikale, momentane forskyvning av fartøyet, a' er den vertikale, momentane hastighet til fartøyet)

2) strekket T i kabelen

3) den relative forskyvning x-a til settet av trinser 7 (eller av kroken som gjenstanden henger i), denne måling utføres f.eks. ved hjelp av den nevnte trinse 50, og x er den momentane forskyvning av den bevegelige krok.

En første utførelsesform av reguleringskjeden er vist

i fig. 6.

Kjeden omfatter en første reguleringskrets (for strekket) "som utnytter målingen av den momentane vertikal-akselleras j on til fartøyet (aksellerasjonsmåleren 60) , og av denne måling utvikler en krets 61 et tilbakekob-let signal som føres til servoventilen 41.

En annen enhet utfører måling av aksellerasjonen x" til trinsen 7.

En annen enhet (for regulering av aksellerasjon) mulig-gjør tilførsel av et korreksjonssignal som er en funksjon av den beregnede aksellerasjon til dykkerklokken. Denne enhet omfatter en krets 62 for beregning av den momentane hastighet til dykkerklokken og en krets 63 for utvikling av et korreksjonssignal. Kretsen 63 mottar fra en annen krets 64 signalet fra aksellerasjonsmåleren.

En ytterligere krets 65 muliggjør innsamling og addi-sjon av signalene fra de to nevnte enheter.

En tredje reguleringsenhet (for posisjonen eller for avdriftskorreksjon) som har til oppgave å holde gjen standen i ønsket stilling, omfatter et organ 66 for måling av den vertikale forskyvning x-a til trinsen 7 i forhold til fartøyet og en sammenligningskrets 67 som mottar den valgte verdi. De ytterligere kretser 68 og 69 anvendes i denne enhet.

En variant av systemet for posisjonering består i at målingen, i den annen enhet, av aksellerasjonen til gjenstanden erstattes av en måling av strekket T i kabelen i området ved kroken som er festet til gjenstanden.

Resten av systemet er uforandret.

Kretsene i kjeden er analoge eller numeriske.

i

Innretningen muliggjør kompensering av stampebevegelser til gjenstanden slik at disse holdes på en verdi som er-mindre enn 10% av stampebevegelsene til fartøyet.

Dersom de aktive deler av innretningen svikter, mulig-gjør de passive stempel/sylinderanordninger som er tilkoblet akkumulatorene en kompensering i området 50%.

Foruten å kompensere for stampebevegelser gir de aktive stempel/sylinderanordninger mulighet til å justere nøy-aktig høyden til gjenstanden, hvilket er særlig aktuelt ved anbringelse av en gjenstand på en konstruksjon eller på sjøbunnen.

Claims (4)

1. Innretning for kompensering av stampebevegelser for en neddykket gjenstand (2) som henger ned fra et fartøy (1) i en kabel (3) fra en vinsj (4) ombord i fartøyet, idet kabelen, mellom vinsjen og gjenstanden befinner seg i en talje med et første og et annet sett trinser (6, 7), hvil-ken talje er utstyrt med midler (8) for variasjon av avstanden mellom de to sett trinser, i avhengighet av signaler fra en reguleringskjede som mottar måleresultater om treghetskrefter fra gjenstanden og/eller krefter som overføres i kabelen, hvilke midler omfatter i det minste en stempel/sylinderanordning (22) hvis sylinder (22B) er faststående i forhold til fartøyet og er festet til opplagringen foi1 det første sett trinser (6) , idet stempelstangen (22A) er festet til opplagringen for det annet sett trinser (7), og stempel/sylinderanordningen aktiveres ved hjelp av en servoventil (41) som mottar de nevnte signaler, mens det annet sett trinser (7) er festet til stempelstangen (21A) til i det minste en annen stempel/sylinderanordning (21) hvis sylinder (21B) er faststående i forhold til fartøyet, og er tilkoblet i det minste en hydraulisk akkumulator (26A) av olje/gass-typen, karakterisert ved at akkumulatoren er tilkoblet en trykkgasskilde (35) via en reduksjonsventil (36) som gir et trykk som kan reguleres som en funksjon av den kabellengde som er i bruk.

2. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at servoventilen (41) er tilkoblet sylinderen (22B) via en ventil (46) som er forbundet med en trykkbeholder (47) for olje.

3. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at reguleringskjeden omfatter en første enhet (60, 61) som frembringer et i første styresignal for midlene for variasjon av avstanden mellom de to sett trinser, ut fra måling av den vertikale aksellerasjon til fartøyet, en annen enhet som frembringer et annet signal ut fra måling av "forskyvningen av stempelstengene til den førstnevnte stempel/sylinderanordning i forhold til fartøyet, eller ut fra måling (62') av strekket i kabelen mellom det annet sett trinser og gjenstanden.

4. Innretning som angitt i krav 3, karakterisert ved at reguleringskjeden omfatter en tredje enhet som frembringer et tredje signal ut fra måling (66) av den relative forskyvning mellom de to.sett trinser (6, 7).