NO881799L - Fremgangsmaate og anordning for aa bevirke rotasjon under vann. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en anordning med hvilke en operasjon under vann kan utføres ved bruk av et roterende element, f.eks. skjæring, særlig, men ikke utelukkende skjæring av betonglaget på en rørledning, for å muliggjøre fjærnelse av laget før reparasjon av rørledningen.

GB-patentansøkning nr. 86.28386 beskriver hvordan betonglag skjæres og fjernes, og nevnte skrift viser et eksempel på ut-førelse av rotasjon under vann av den type den foreliggende oppfinnelse kan anvendes for.

En fremgangsmåte for å utføre rotasjon under vann omfatter i henhold til oppfinnelsen bruken av et roterende element og at luft eller fast materiale eller begge deler befinner seg i stedet for i det minste noe vann nær det roterende element.

Det roterende element kan f.eks. være delvis inne i et deksel som luft innføres i.

Det faste materiale kan f.eks. være størknet skum eller et annet materiale som legger seg nær inntil det roterende element.

F.eks. kan skummet innføres i et deksel og tillates å størkne rundt det roterende element.

F.eks. kan luft innføres i mellomrommet mellom det faste materialet, f.eks. skum og det roterende element.

En anordning i henhold til oppfinnelsen for utførelse av rotasjon, omfatter et roterbart element, slik som f.eks. et skjæreverktøy, midler for å drive det roterbare element, og midler for å anbringe luft eller et fast materiale eller begge deler i stedet for i det minste noe vann nær det roterbare element.

F.eks. kan de sistnevnte midler være et deksel med et innløp som luft kan tilføres gjennom.

Alternativt er dekselet utformel slik at det befinner seg nær inntil det roterbare element og under bruk er nær det roterbare element i stedet for vann.

F.eks. har dekselet en ytre vegg som inneholder størknet skum som befinner seg nær inntil det roterbare element.

Luft kan eventuelt innføres i et slikt formtilpasset deksel. Dersom luft tilføres har dekselet et luftinnløp som kommuniserer f.eks. med rommet mellom skummet og munningen til dekselet, eller med mellomrommet mellom det faste materialet i dekselet, f.eks. skum, og det roterbare element. Utførel-sen av fremgangsmåte og utførelsesformer av anordningen for å utføre fremgangsmåten skal i det følgende beskrives under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser en anordning for skjæring av betonglaget på et rør under vann. Fig. 2 viser i oppriss og delvis i snitt en rotasjons-skjæranordning som utgjør en del av anordningen vist i fig. 1 . Fig. 3 viser i oppriss et deksel som utgjør en del av anordningen vist i fig. 2. Fig. 4 og 5 er oppriss av samme type som fig. 2, og viser henholdsvis en annen og tredje utførelsesform av en rotasjons-skjæreanordning. Fig. 1 viser en anordning for prøvebruk i en dokk som omfatter en dokkside 10, en dokkvegg 12 og en dokkbunn 14. Dokken inneholder vann til et nivå 16. En lengde av et stålrør 18, som feks. representerer en offshore rørledning

for olje eller gass, understøttes ved hjelp av ikke viste midler på dokkbunnen 14. Røret 18 har et vektlag 20 av betong. En skjæremaskin 22 for betong er montert på røret 18, og er f.eks. slik som beskrevet i GB-patentansøkning 86.28386. Maskinen 22 omfatter en ramme 24 som holdes på røret 18 av endeløse skjeder 26 på trinser. Rammen 24 har ruller 28 som ligger mot betongen 20 og kan rulle rundt røret 18 ved manuell dreining av et håndtak (ikke vist) som driver tannhjul som er i inngrep med kjedene 26. Rammen 24 holder en rotasjons-skjæreanordning 30 som kan dreies om sin opplagring for å innrettes for rundtgående eller langsgående skjæring av laget 20. Ved rundtgående skjæring roterer rammen 24 rundt røret 18, og under langsgående skjæring beveges skjæreanordningen med sin opplagring langs rammen 24 ved manuell betjening av et håndtak som driver et tannhjul i inngrep med en tannstang som forløper langs rammen 24. Tannstangen og tannhjulet er ikke vist. Skjæreanordningen 30 kan beveges på sin opplagring mot og bort fra betonglaget 20, slik det skal forklares i det følgende.

Skjæreanordningen 30 (fig. 2 og 3) omfatter et roterbart element i form av et sirkelsagblad 32 med diamantspisser, holdt av en spindel 3^ som er montert på den utgående aksel til en hydraulisk motor 36. Bladet 32 befinner seg delvis inne i et deksel i form av en fast beskyttelse 38 som holdes uavhengig av motoren 36 på monteringsanordningen for motoren. Rotasjonsaksentil motoren 36 er aksen 40 når skjæreanordningen 30 er beveget lengst mulig bort fra betonglaget 20, og aksen er aksen 42 når den er beveget mest mulig mot betonglaget 20. En slik justering av skjæreanordningen 30 utføres med et håndratt (ikke vist) som driver en skrue skrudd gjennom en mutter langs monteringsinnretningen til anordningen .

Beskyttelsen 38 omfatter to vegger 48, 50, en på hver side av bladet 32. Hver vegg har en sliss 52, 53. Veggen 48 holder koblinger 54, 56 som er festet ved hjelp av muttere 58 og er sammenkoblet av rør 60 av syntetisk plastmateriale (med 10 mm ytterdiameter). Rørene 60 forbinder koblingene 54, 56 med et T-stykke 62, som igjen er koblet til en slangeforbindelses-innretning 64.

Som eksempler på komponenter som er egnet til bruk i skjæreanordningen 30 kan nevnes følgende: motoren 36 kan være av typen F-11-28 som leveres av Volvo, og bladet 32 kan ha diameter på 400 mm, med et midtre hull på 25 mm, av den type som leveres av Norton Construction eller fra Defiant Diamon Tools.

Fig. 1 viser en luftkompressor 70 (f.eks. av den type som leveres av Hydrovane, og som avgir 4000 liter luft pr. minutt med et trykk på 7 x 10 Pa.

Kompressoren 70 leverer luft gjennom f.eks. 25 m luftslange 72 (f.eks. med 18 mm innerdiameter) til det indre av beskyttelsen 38, og slangen 72 er koblet til tilkoblingsinnretningen 64. Slangelengden er valgt slik at den passer til bruksstedet. Luften strømmer fra tilkoblingsinnretningen og gjennom rørene 60 til koblingene 56, 54 og deretter gjennom veggen 48. Luften forlater koblingene gjennom åpninger, slik som åpningen 74 (fig.2) sommunner ut inne i beskyttelsen 38.

Fig. 1 viser en typisk prøve som utføres i en dokk som inneholder vann med en dybde på f.eks. 9 m. For praktisk bruk offshore kan dybden være f.eks.'10-38~m, og røret og betonglaget kan være det samme som vist, f.eks. et stålrør som har en ytterdiameterpå 914 mm og en veggtykkelse på 15,88 mm. Betonglaget har f.eks. en nominell tykkelse på 118 mm. Slangen 72 er bundet til de hydrauliske ledninger (ikke vist), som forløper mellom drivanordningen på dokksiden og den hydrauliske motor 36.

Drivanordningen tilfører f.eks. en konstant strøm av olje med 60.1 pr. minutt, med begrensningsventilen på drivanordningen regulert til et maksimalttrykk på 234 bar.

Når bladet 32 var trukket helt inn i beskyttelsen 38 og

uten å skjære var trykkene i olje avgitt fra drivanordningen slik som vist i det følgende, avhengig av hvor vidt beskyttelsen var i stilling kl. 12 på røret, (beskyttelsen 38 rettet oppover) eller i stilling kl. 6 ( beskyttelsen snudd), og av hvorvidt det strømmet luft.

Luften som tilføres for i det minste noe av vannet nær bladet 32 minsker klart den motstand som vannet yter mot rotasjonen av bladet.

Virkningen av luftstrømmen på beskyttelsen er vist i det følgende under skjæring av betongen.

Ved rundtgående skjæring er gjennomsnittet gjennomsnittstiden for flere rundtgående skjæringer, og i hver av disse beveger beskyttelsen seg i fra en oppragende stilling (kl. 12) til en snudd stilling (kl. 6) og tilbake til den oppstående stilling. Ved langsgående skjæring er gjennomsnittet gjennomsnittstiden for flere langsgående skjæringer i stilling kl.

12 og halvparten av dette antall i stilling kl. 6.

Det ble funnet at uten lufttilførsel utviklet bladet 32 mange radiale sprekker fra bunnen av tannmellomrommene ved blad-kanten etter omtrent 6 m skjæring.

Etter at slike sprekker utviklet seg måtte bladet kastes, men med lufttilførsel kunne skjæringen fortsette i omtrent 14 m før det ble oppdaget sprekker.

Fig. 4 viser en annen utførelsesform av en rotasjons-skjæré-anordning. I dette tilfellet omfatter beskyttelsen 90 ytre vegger 92 inneholder størknet skummaterial, f.eks. polyure-tanskum 94 med lukket cellestruktur. Skummet 94 rager ned-over til området 96 innenfor vegggene 92, på hver side av slissene 52, 53 i veggene 92. Skummet 94 har en liss 98 som faller sammen med slissene 52, 53-

Luft under trykk kan innføres i dekselet i et luftinnløp 100, som med sin indre ende kommuniserer med overgangen 102 mellom skummet 94 og en sideflate av skjærebladet 32. Omønskelig

kan et annet inløp (ikke vist) være anordnet i kommunikasjon med overgangen på den motsatte siden av bladet 32. Alternativt (eller i tillegg) til innløpet 100 eller innløp som til-svarer dette kan et luftinnløp 103 være anordnet i kommunikasjon med slissen 98.

Bladet 32 er bevegelig i forhold til dekselet 90, slik som beskrevet med henvisning til fig. 3.

Fig. 5 viser en tredje utførelsesform av en rotasjons-skjæreanordning, ligner den som er vist i fig. 4, men der bladet 32 ikke er bevegelig (med unntak av rotasjon) i forhold til dekselet 110. I stedet beveges dekselet 110 sammen med bladet 32 når dette nærmer seg eller fjerner seg fra arbeidsstykket, f.eks. betongen 20. Dekselet 110 omfatter vegger 112.

I fig. 4 og 5 kan luftemengden som tilføres pr. tidsenhet være mindre enn mengden i tilfellet vist i fig. 2 og 3, og den kan være meget liten. Som et alternativ kan lufttilførselen utelates helt.

I fig. 4 og 5 slutter polyuretanskummet 94 meget tett inntil bladet 32 og til spindelen 3^. I et foretrukket eksempel på fremstilling av dekselet 90 eller 110 innsprøytes skummet 94 i dekselet i nærvær av bladet 32 og tillates å størkne. Skummet innsprøytes som en to-komponentblanding, og er av den type som benyttes for isolasjon. Det er en ekspanderende type skum som størkner for å gi lukket cellestruktur, hvilket er foretrukket, men ikke vesentlig. Skummet forbrukes og erstattes med mellomrom. Bladet 32 roteres slik at det skjærer seg selv fri, og beveger seg inne i skummet som slutter tett inntil bladet. Slissen 98 er i fig. 4 dannet i en etterfølgende opperasjon. Slissen 98 er fortrinnsvis til-strekkelig bred til å romme spindelen 34 med klaring ved dia-metralt motstående sider av spindelen.

I en annen modifikasjon (ikke vist) inneholder dekselet tetninger som ligger mot begge sider av bladet 32, for å hindre eller minske inntrengning av vann i dekselet.

Oppfinnelsen omfatter en fremgangsmåte og en anordning der luft ikke tilføres til dekselet, men der luft innestenges i dekselet på grunn av formen av dette, eller dets tilpassning til bladet eller et annet rotasjonselement, eller ved hjelp av tetningsmidler anrodnet f.eks. mellom dekselet og rotasjonselementet, slik at luften erstatter i det minste noe vann som ellers ville befinne seg nær rotasjonselementet.

Oppfinnelsen er særlig anvendelig når det gjelder en rotasjons-skjæreanordning, slik som en anordning som har et sagblad. Oppfinnelsen er imidlertid også anvendelig for andre rotasjonsanrodninger, enten disse utfører skjæring eller ikke, slik som f.eks. en rotasjons-slipeanordning, en polerskive, en trådhjulbørste eller en slipeskive for rensing eller skjæring. Slike anordninger kan anvendes under vann, f.eks. for å fjerne sjøvekster eller korrosjonslag fra off-shor rørledninger eller konstruksjoner, broer, brygger eller skibsskrag, eller for skjæring, rengjøring eller sliping av disse ved reparasjon eller vedlikehold.

Det forventes at oppfinnelsen vil muliggjøre at det kan oppnås forbedringer med hensyn til effektforbruk for mange undervanns rotasjonsverktøy. Når det gjelder et skjæreblad kan oppfinnelsen muliggjøre at bladets omkretshastighet kan holdes i området 40-45 m/sek. ved bruk av f.eks. en hydraulisk motor som gir 83 l/min for drift av bladet, idet motoren tilføres hydraulisk fluid ved 21 MPa eller mindre. Dette muliggjør at motoren kan tilføres energi ved bruk av for-holdsvist enkle hydrauliske ledninger sammenlignet med de som ville ha vært nødvendig dersom det ble benyttet høyere hydrauliske trykk.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for å bevirke rotasjon under vann, omfattende at det benyttes et rotasjonselement og at luft eller fast materiale, eller begge deler, anordnes i stedet for i det minste noe vann nær rotasjonselementet.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, idet rotasjonselementet befinner seg delvis inne i et "deksel, og luften anordnes ved å tilfø re luft i dekselet under trykk.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, idet rotasjonselementet befinner seg delvis inne i et deksel, og luften anordnes som luft som inneholdes i dekselet på grunn av formen til dekselet, eller på grunn av tilpasningen av dette til rotasjonselementet, eller ved hjelp av tetningsmidler mellom dekselet og elementet.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, idet det faste materialet er en del av et deksel som rotasjonselementet er anordnet i.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav, idet dekselet slutter nær inntil rotasjonselementet.

6. Anordning for å bevirke rotasjon under vann, omfattende et rotasjonselement, slik som f.eks. et skjæreverktø y, midler for å drive elementet og midler for å anbringe luft eller fast materiale, eller begge deler, i stedet for å i det minste noe vann nær rotasjonselementet.

7. Anordning som angitt i krav 6, omfattende et deksel som rotasjonselementet delvis befinner seg i, og midler koblet til dekselet for tilførsel av luft under trykk i dekselet.

8. Anordning som angitt i krav 6, omfattende et deksel som rotasjonselementet delvis befinner seg i, og som slutter tett inntil rotasjonselementet.

9. Anordning som angitt i krav 8, idet dekselet omfatter luftinnlø p som kommuniserer med en overgangsflate mellom dekselet og rotasjonselementet.

10. Anordning som angitt i krav 8 eller 9, idet dekselet omfatter skum som etter innføring rundt rotasjonselementet har stø rknet i nær kontakt med dette.-