PT2349829E - Docas secas flutuantes - Google Patents

Description

ΕΡ 2 349 829/ΡΤ DESCRIÇÃO "Docas secas flutuantes"

Campo técnico

Este invento refere-se a sistemas de docas secas para utilizar na elevação de embarcações para fora da água para fins de manutenção ou reparação. Tipicamente, estes tipos de docas podem elevar qualquer peso que vai desde uma até várias centenas de toneladas.

Existem basicamente dois tipos de docas secas. Existem aquelas que compreendem um fecho que tem pelo menos uma porta que se pode fechar para dentro da qual a embarcação é levada a flutuar, e sendo a água drenada a partir do fecho para deixar a embarcação elevada e seca.

Um segundo tipo de sistema de doca seca compreende uma doca flutuante que consiste numa plataforma que é levada a flutuar para uma região de proa ou popa da embarcação e submersa de modo a ficar posicionada por baixo da embarcação. A plataforma tem tanques de flutuação vedados com flutuabilidade fixa e a plataforma é submersa ou levantada/levada a flutuar ao adicionar ou remover peso à plataforma na forma de água/lastro, a qual é levada a inundar ou bombeada para fora dos tanques de flutuação vedados. Podem ser utilizadas bombas convencionais ou pode ser utilizado ar comprimido para deslocar a água a partir dos tanques de flutuação, o que reduz o peso da plataforma com o resultado de a plataforma levantar/flutuar devido à flutuabilidade fixa proporcionada pelos tanques de flutuação.

Tais sistemas utilizam em geral ar comprimido para bombear água para fora do tanque com flutuabilidade que está sob o controlo de várias válvulas as quais vedam ou abrem a entrada e saída de cada tanque vedado para controlar a quantidade de água e ar comprimido presentes dentro do mesmo. Contudo, tais sistemas estão limitados no número de entradas e saídas em cada tanque com f lutuabilidade dado que cada entrada e saída precisam de uma válvula a qual pode ser controlada à distância, e estas válvulas aumentam o custo e a 2 ΕΡ 2 349 829/ΡΤ complexidade da operação. Isto também provoca desvantagens em relação ao tempo que demora às docas secas que podem flutuar convencionais serem baixadas para a água e levantadas para fora da mesma devido ao tempo que demora a operar as válvulas e à limitação no volume de ar e água que pode ser alimentado através do número limitado de entradas e saidas. Assim, existe a necessidade de proporcionar instalações de docas secas para barcos nos portos locais, ancoradouros, portos de clube ou lagoas e semelhantes, os quais podem ser utilizados para elevar embarcações para fora da água rapidamente, poupando assim tempo e custos valiosos.

Um objectivo do presente invento consiste em ultrapassar os problemas associados às docas secas que podem flutuar da arte anterior. De modo especifico, um objecto do presente invento consiste em proporcionar uma doca seca que pode flutuar a qual seja capaz de ser levantada e baixada mais rápido do que as docas secas convencionais que podem flutuar. Um outro objecto do invento consiste em proporcionar uma doca seca que pode flutuar que pode ser movida para a embarcação a ser elevada, conforme seja necessário.

Arte anterior A US 4 018 179, a qual é considerada como representando o estado mais relevante da arte, revela todas as caracteristicas do preâmbulo da reivindicação 1. A US 3 976 022 revela um elevador de embarcação que tem pernas de suporte ancoradas no fundo do mar, e compartimentos abertos no fundo, os quais podem ser inundados ou purgados por meio de válvulas actuadas à distância. Os compartimentos estão dispostos ao longo do comprimento da embarcação a ser elevada, de tal modo que o equilíbrio da embarcação pode ser controlado durante a elevação. A GB2009055 revela um elevador de embarcação que tem tanques os quais podem ser inundados ou purgados através de uma válvula para alterar a flutuabilidade de uma plataforma de suporte de embarcação. 3

ΕΡ 2 349 829/PT A US 4 510 877 revela um elevador de embarcação que tem um dispositivo com flutuabilidade que pode ser inundado com vários compartimentos, todos servidos por um colector que proporciona ar comprimido para alterar a flutuabilidade conforme seja necessário. A água é deitada fora a partir dos compartimentos por meio de válvulas de retenção.

Sumário do invento

Num aspecto, o presente invento proporciona uma doca flutuante que compreende uma plataforma submersível que compreende pelo menos um tanque com flutuabilidade que tem uma pluralidade de compartimentos, tendo cada compartimento um respirador permanentemente aberto através do qual a água pode escoar-se livremente para dentro e para fora do compartimento e uma entrada, em que as entradas de cada compartimento estão ligadas uma à outra e a um abastecimento de ar comprimido por uma conduta que tem uma primeira válvula de isolamento proporcionada entre a entrada e a atmosfera, uma segunda válvula de isolamento proporcionada entre a entrada e o abastecimento de ar comprimido e uma válvula de não retorno entre a segunda válvula de isolamento e o abastecimento de ar comprimido em que, em utilização, o ar é expelido a partir do compartimento para a atmosfera para fazer com que a doca afunde ou seja fornecido ar comprimido à pluralidade de compartimentos que aumentam a flutuabilidade do tanque.

Descrição detalhada do invento A utilização de múltiplos respiradores permanentemente abertos aumenta de modo significativo a velocidade de operação quando se compara com o forçar para fora a água de um único respirador ou válvula de saída. A entrada é utilizada para bombear ar comprimido para dentro do compartimento e também é utilizada para permitir que o ar comprimido escape, o que por sua vez permite que a água vá inundar o compartimento através dos múltiplos respiradores, submergindo deste modo o compartimento e a doca. Existe uma válvula de não retorno instalada entre cada ligação de entrada e o abastecimento de ar comprimido para impedir a 4 ΕΡ 2 349 829/ΡΤ convergência dos múltiplos compartimentos quando os mesmos estão todos ligados a uma única fonte de ar comprimido. 0 tanque com flutuabilidade é uma estrutura oca cuja forma é determinada pela forma da plataforma submersível a que está fixo. De preferência, é proporcionado um tanque com flutuabilidade ao longo de cada bordo e no lado de baixo da plataforma submersível. Numa concretização, o tanque é cilíndrico em forma. 0 número necessário de tanques com flutuabilidade irá depender da forma e tamanho da plataforma submersível e do peso das embarcações que precisam ser elevadas. Numa concretização, o tanque com flutuabilidade pode ser proporcionado como uma única unidade. Em outras concretizações, a própria plataforma é formada por uma série de tanques com flutuabilidade.

Existe um problema inerente chamado o "efeito de água livre", o qual está associado a tanques com flutuabilidade que são parcialmente cheios com água. Quando um tanque é cheio parcialmente com água e é rodado ligeiramente da horizontal, o efeito é que a água irá deslocar-se para um lado para manter uma superfície de água nivelada que resulta no centro de gravidade da estrutura combinada mover-se de modo significativo, e fazendo com que o tanque fique instável. Com as docas secas convencionais que podem flutuar, uma solução típica para este problema consiste em dividir o tanque com flutuabilidade em múltiplos tanques vedados mais pequenos, de tal modo que o efeito sobre o centro de gravidade da estrutura combinada quando se roda o tanque com flutuabilidade ligeiramente para fora da horizontal seja significativamente reduzido. Contudo, com as docas secas convencionais, quando se divide o tanque com flutuabilidade em múltiplos tanques mais pequenos, tem de ser adicionada uma válvula de entrada adicional e pelo menos uma válvula de saída para cada um dos múltiplos tanques mais pequenos. Isto aumenta o custo e é aumentada a complexidade da operação e a velocidade com a qual a doca pode ser levantada e submergida devido ao número limitado de válvulas de saída para cada um dos múltiplos tanques através dos quais o lastro de água pode escoar-se. 5 ΕΡ 2 349 829/ΡΤ

Por conseguinte, ο tanque com flutuabilidade do presente invento é proporcionado como uma série de tanques mais pequenos ligados em conjunto, ou um único tanque com flutuabilidade que tem uma série de divisões para formar uma série de compartimentos com flutuabilidade. 0 tanque com flutuabilidade compreende um respirador através do qual a água se pode escoar livremente para dentro do tanque e através do qual a água pode ser forçada para fora ao introduzir ar comprimido dentro do tanque através da válvula de entrada. 0 respirador pode estar localizado numa área da parede do tanque com flutuabilidade que se encontra em contacto com o mar, o que irá permitir que a água se escoe livremente para dentro do tanque. De preferência, o respirador está localizado no lado do tanque com flutuabilidade mais perto do fundo do mar e prolonga-se ao longo de todo o comprimento do tanque com flutuabilidade. 0 respirador pode ser uma ripa cortada da parede do tanque com flutuabilidade. De modo alternativo, o respirador pode compreender uma série de orifícios ou uma treliça ao longo do comprimento da parede do tanque com flutuabilidade. De preferência, cada compartimento compreende uma pluralidade de respiradores. Numa concretização, cada tanque tem 30 orifícios de 100 mm de diâmetro. Os orifícios não precisam estar limitados a uma forma circular. Qualquer forma de respirador pode ser utilizada desde que a mesma permita o acesso livre da água para dentro e para fora do tanque sem a utilização de válvulas no respirador. Os respiradores estão permanentemente abertos à água e não precisam de válvulas para abrir e fechar os mesmos. Isto reduz de modo significativo o custo e complexidade da operação, e permite que muitos mais respiradores sejam utilizados para cada compartimento, o que aumenta de modo significativo a velocidade com a qual a doca pode ser levantada/levada a flutuar e submergida. mar.

Quando o tanque com flutuabilidade é colocado no mar é aberta uma única entrada de ar/válvula de escape em cada compartimento, indo a água escoar-se para dentro do corpo oco do tanque através dos orifícios que fazem com que o mesmo afunde, o que por sua vez irá fazer com que a plataforma submersível seja baixada para o mar. A entrada é 6 ΕΡ 2 349 829/ΡΤ proporcionada na parede de cada um dos compartimentos do tanque com flutuabilidade através da qual o ar comprimido pode ser forçado para dentro do tanque com flutuabilidade através de um tubo liqado a um abastecimento externo de ar comprimido. A entrada pode estar localizada em qualquer ponto dentro da parede do compartimento. De preferência, a entrada está localizada no topo do compartimento em oposição aos respiradores, de tal modo que, quando o ar é fornecido para dentro do tanque no topo, a água é empurrada para fora através dos respiradores de uma maneira regular. A entrada pode ser ligada a uma peça em T ou divisor através de uma mangueira flexível. Uma extremidade da peça em T ou divisor é ligada a um compressor de ar externo através de uma válvula de não retorno e a outra extremidade respira para a atmosfera. A doca seca flutuante pode incluir ainda tanques com flutuabilidade os quais estão fechados (quer dizer, os mesmos não fazem inundação ou purgam para alterar a sua flutuabilidade). Estes podem ser proporcionados para ajudar na elevação de embarcações a partir da água, e para manter a estabilidade global da estrutura na eventualidade de condições de água severas.

Numa concretização preferida, os tanques com flutuabilidade fechados são proporcionados na periferia da doca seca flutuante. Mais de preferência, os tanques com flutuabilidade fechados são fixos de modo a articularem à doca seca flutuante.

Figuras

Uma doca seca flutuante, a qual concretiza o presente invento, vai agora ser descrita, apenas por meio de exemplo, com referência aos desenhos anexos nos quais: a FIG. 1 é uma secção transversal de uma doca seca de acordo com um aspecto do presente invento com a plataforma submersível na sua posição totalmente baixada; 7 ΕΡ 2 349 829/ΡΤ a FIG. 2 é uma vista em secção transversal esquemática que mostra o posicionamento das válvulas de isolamento e não retorno em relação às entradas dos compartimentos de uma câmara com flutuabilidade de acordo com um aspecto do presente invento; e a FIG. 3 é uma vista em perspectiva esquemática do lado de baixo de uma câmara com flutuabilidade de acordo com um aspecto do presente invento; a FIG. 4 é uma secção transversal de uma doca seca de acordo com um aspecto do presente invento com a plataforma submersível na posição totalmente levantada.

Fazendo referência à FIG. 1, é mostrada uma doca seca 10 que compreende uma plataforma que pode flutuar 11. A plataforma 11 encontra-se na forma de um "trimaran" alonqado feito de liga ou aço marítimo leve. A plataforma 11 pode ser um mono-casco, duplo caso ou um flutuador cilíndrico ou outra estrutura que pode flutuar.

Encontram-se montados sobre a base 12 os motores e o equipamento de propulsão (não mostrado), e todos os controlos e serviços 13 para pilotagem da base 12 num local adjacente à embarcação 14 a ser elevada. Os serviços 13 incluem bombas para inundar e esvaziar os tanques com flutuabilidade e outros serviços.

De modo a estabilizar a embarcação 14 durante a elevação ou o baixar, a plataforma que pode flutuar 11 é proporcionada com suportes 15 que estão inicialmente espaçados e sequros à plataforma 11 numa largura ligeiramente maior do que a largura da embarcação 14. Os suportes 15 podem ter uma altura que permite os mesmos projectarem-se para fora da água (tal como mostrado no lado esquerdo da FIG. 1) , de modo que o piloto pode comandar a embarcação 14 para a posição entre os suportes. Os suportes 15 estão posicionados numa distância igual a partir de um plano de simetria da plataforma 11, de modo que a embarcação 14 fica localizada acima do centro de gravidade da plataforma 11 para evitar a inclinação da plataforma 11 durante a elevação ou o abaixamento. Ao longo do centro da plataforma 11 é proporcionado um outro 8

ΕΡ 2 349 829/PT componente de suporte 16 o qual se prolonga ao longo da linha central da plataforma 11, o que proporciona mais suporte à embarcação 14 quando montada sobre a doca.

Nesta plataforma 11 da concretização particular podem ser considerados três tanques com flutuabilidade 17 seguros ao lado de baixo de uma placa plana ou uma série de componentes transversais. Em outros aspectos, a plataforma 11 pode ser proporcionada como uma mesa com um tanque com flutuabilidade 17 localizado ao longo de cada comprimento do bordo do lado de baixo da plataforma 11 ou em torno do perímetro do lado de baixo da plataforma 11. É mostrado na FIG. 2 um tanque com flutuabilidade 17 de acordo com uma concretização, ligado a um abastecimento externo de ar comprimido 18. 0 tanque com flutuabilidade 17 é em geral um cilindro oco com paredes feitas a partir de uma liga ou aço marítimo leve. 0 interior oco do tanque com flutuabilidade 17 está dividido em três câmaras 19 através de duas paredes de divisão 20, as quais são feitas a partir de uma liga ou aço marítimo leve.

No topo de cada câmara 19 está localizada uma entrada 21 à qual está ligada uma mangueira flexível 22 que, por sua vez, está ligada a um divisor ou secção em T que divide a mangueira em duas mangueiras separadas. Uma destas está ligada a uma válvula de isolamento A a qual, quando aberta, permite que o ar escape desde a câmara 19 para a atmosfera, e a outra está ligada a um compressor de ar 18 localizado a uma distância da doca seca 10. Uma válvula de não retorno B está instalada entre o compressor de ar e o divisor ou secção em T que permite que o ar comprimido entre na câmara 19 através da entrada 21 mas não permite que o ar faça refluxo a partir da câmara 19 para o abastecimento comum de ar comprimido 18.

Tal como mostrado na FIG. 3, no fundo de cada câmara 19 está localizado um respirador formado por orifícios 23 os quais estão cortados na parede do tanque com flutuabilidade 17. Os orifícios 23 permitem que a água do mar com o que a doca seca é submergida tenha acesso livre ao interior de cada câmara 19. 9 ΕΡ 2 349 829/ΡΤ

Em operação, a doca seca 10 é levada a flutuar para onde a embarcação 14 a ser elevada está localizada, ou a embarcação é levada a flutuar para a vizinhança da doca seca 10. A doca seca 10 está posicionada quer na popa quer na proa da embarcação 14. O ar tem permissão para escapar a partir do tanque com flutuabilidade 17 ao abrir a válvula de isolamento A, de tal modo que o tanque com f lutuabilidade 17 seja inundado com água para submergir a plataforma 11 para uma posição onde a embarcação 14 pode ser levada a flutuar para a sua posição entre os suportes 15. Esta posição é mostrada na FIG. 1.

Com a embarcação 14 no lugar acima da plataforma 11, os tanques 17 são purgados da água ao bombear para dentro ar comprimido para dentro da câmara 19 através da entrada 21 para aumentar a flutuabilidade do tanque 17 de uma maneira controlada. Isto faz com que a plataforma 11 suba. Quando se levanta a doca 10 as válvulas de isolamento A irão estar fechadas e o operador irá abrir as válvulas de isolamento B para deixar o ar entrar a partir do compressor. Enquanto as válvulas B estão abertas as válvulas de não retorno C impedem o ar de deixar um tanque 17 e entrar num outro tanque 17 através do compressor de ar 18. Quando a doca 10 é levantada as válvulas de isolamento B são fechadas e o compressor 18 é desligado, a plataforma 11 fica estável e o ar não pode entrar ou sair dos tanques com flutuabilidade. O purgar continuado da água permite que a embarcação 14 seja elevada para fora da superfície da água tal como mostrado na FIG. 4. O efeito de água livre dentro do tanque 17 é minimizado pelo ar comprimido que não consegue escapar a partir de um tanque 17 para trás através da entrada 21 e para dentro de um tanque diferente 17 através do abastecimento de ar comprimido comum 18 pela presença da válvula de não retorno C. Em resultado disso, é mantida a estabilidade da plataforma 11 durante o baixar e o elevar.

De modo a baixar a embarcação 14 depois da reparação e manutenção desde a posição mostrada na FIG. 4 até à posição mostrada na FIG. 1, o procedimento acima é invertido. Quer isto dizer, o abastecimento de ar é desligado e as válvulas de isolamento A são abertas, de tal modo que o ar dentro do 10 ΕΡ 2 349 829/ΡΤ tanque 17 escapa para a atmosfera, permitindo que a água entre e inunde o tanque 17 através dos respiradores 23, fazendo com que o mesmo afunde. 0 tanque 17 do presente invento não está limitado pelo número de válvulas que estão presentes para controlar a entrada e saída de água devido à disposição de respirador. Numa concretização, um tanque com flutuabilidade 17 com 18 m está dividido em três compartimentos separados, tendo cada compartimento dez respiradores 23 os quais são orifícios de 100 mm de diâmetro no fundo. Nenhum destes respiradores precisa de válvulas dado que os mesmos estão permanentemente abertos para o mar. Uma doca seca flutuante convencional dimensionada de modo semelhante pode ter tipicamente uma saída de diâmetro de 100 mm, a qual é aberta e fechada através de uma válvula para cada um dos três compartimentos. Em resultado disso, a velocidade a que a plataforma do presente invento tem possibilidade de ser levantada e baixada é 10 vezes mais rápida do que a alternativa de doca seca convencional, dado que tem 10 vezes mais respiradores através dos quais a água pode ser removida a partir dos tanques com flutuabilidade. Não é prático para uma doca seca convencional com tanques com flutuabilidade vedados ser configurada com o mesmo número de saídas que o presente invento, dado que iria precisar de trinta válvulas de 100 mm de diâmetro, o que seria caro e muito impraticável de operar.

Lisboa, 2013-05-20

Claims (10)

1. ΕΡ 2 349 829/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Doca flutuante (10) que compreende uma plataforma submersível (11), que compreende pelo menos um tanque com flutuabilidade (17) que tem uma pluralidade de compartimentos (19), tendo cada compartimento um respirador permanentemente aberto (23), através do qual a água se pode escoar livremente para dentro e para fora do compartimento, e uma entrada (21), em que as entradas (21) de cada compartimento (19) estão ligadas umas às outras e a um abastecimento de ar comprimido (18) através de uma conduta (22) que tem uma primeira válvula de isolamento (A) proporcionada entre a entrada (21) e a atmosfera, uma segunda válvula de isolamento (B) proporcionada entre a entrada (21) e o abastecimento de ar comprimido (18), em que, em utilização, o ar é expelido a partir do compartimento (19) para a atmosfera, para fazer com que a doca (10) afunde, ou é fornecido ar comprimido à pluralidade de compartimentos (19), o que aumenta a flutuabilidade do tanque, caracterizada por uma válvula de não retorno (C) entre a segunda válvula de isolamento (B) e o abastecimento de ar comprimido.
2. 2 - Doca seca flutuante da reivindicação 1, em que a plataforma submersível (11) é formada por uma pluralidade de tanques com flutuabilidade (17) seguros ao lado de baixo de uma placa plana ou uma série de componentes transversais.
3. 3 - Doca seca flutuante da reivindicação 1 ou 2, em que o respirador (23) está localizado no fundo do tanque com flutuabilidade (17).
4. 4 - Doca seca flutuante de qualquer reivindicação precedente, em que o respirador (23) se prolonga ao longo de todo o comprimento do tanque com flutuabilidade (17).
5. 5 - Doca seca flutuante de qualquer reivindicação precedente, em que o respirador (23) compreende uma série de orifícios, tendo cada um deles um diâmetro que vai de 50-100 mm, os quais estão permanentemente abertos para o mar.
6. 6 - Doca seca flutuante de qualquer reivindicação precedente, em que o tanque com flutuabilidade (17) é ΕΡ 2 349 829/ΡΤ 2/2 geralmente cilíndrico com paredes feitas a partir de uma liga ou aço marítimo leve.
7. 7 - Doca seca flutuante de qualquer reivindicação precedente, em que cada tanque com flutuabilidade (17) compreende pelo menos três compartimentos (19).
8. 8 - Doca seca flutuante de acordo com a reivindicação 7, em que cada tanque com flutuabilidade (17) compreende três compartimentos (19).
9. 9 - Doca seca flutuante de acordo com qualquer reivindicação precedente, que compreende pelo menos três tanques com flutuabilidade (17).
10. 10 - Doca seca flutuante de acordo com a reivindicação 9, que compreende três tanques com flutuabilidade (17). Lisboa, 2013-05-20