SE536529C2 - Ramverk med en flytkropp för en undervattensfarkost samt förfarande för tillverkning av ett ramverk - Google Patents

Description

25 30 536 529 Uppfinningen åstadkommer en ram för en fjärrstyrd farkost som är bildad som ett fackverk, ett skrov eller liknande och som väsentligen är sammansatt av cylinder- och blockformade element som bildats av ett kärnmaterial med tillräcklig specifik vikt för att åstadkomma föreskriven flytkraft hos farkosten och med tillräcklig tryckhållfasthet för att motstå ett specifikt vattentopptryck. Ramen kan typiskt vara dimensionerad för ett vattentopptryck på åtminstone 3000 m, men det är närliggande att välja ett kärnmaterial med andra egenskaper om ramen skall utsättas för ett annat högsta tryck. Kärnmaterialet är föredraget bildat av polymeriserat skum, till exempel en av mikrosfärer av glas bildad epoximatris med slutna porer.

Kärnmaterialets specifika vikt är föredraget i intervallet 60-710 kg/m3, mer föredraget i intervallet 350-600 kg/m3, och ännu mer föredraget i intervallet 450-550 kg/m3, och materialets tryckhållfasthet är föredraget i intervallet 20-80 MPa, mer föredraget 35-45 MPa. De cylinder- och blockformade elementen beläggs med ett hölje som föredraget bildats av en förstärkt plastkomposition, typiskt en fluidtät, glasfiberförstärkt plast i flera lager.

Ramen bildas av bearbetade element av kärnmaterialet vilka sammansätts till en form som motsvarar ramens huvudsakliga form, till exempel stödelement, stag och stödstänger. Kärnmaterialelementen sammanförs till exempel genom limning. l partier som behöver förstärkning, till exempel vid tvärsnittsreduktioner eller där last skall förankras, kan förstärkningselement av något material, till exempel ett kolfiberförstärkt material, stål etc., integreras. Den kompletta, ramformade och av kärnmaterialelement sammansatta kroppen beläggs sedan med ett skal som bildas av ett härdbart material; typiskt anbringas en fluid, härdbar plastkomposition som är förstärkt med lager av förstärkande väv på ett sätt som är känt för fackmannen inom området glasfiberförstärkt plast eller liknande. Under tillverkningen av det slutna skalet bildas de nödvändiga fästen för komponenter som skall monteras på den färdiga ramen, till exempel utskjutande kanter, plattor etc.

Enligt en första aspekt hänför sig uppfinningen mer specifikt till en ram för en fjärrstyrd farkost, i vilken flera ramelement åstadkommer en av ett flytmaterial bildad stomme, varvid ramen kännetecknas av att ramelementen 10 15 20 25 30 536 529 åstadkoms av ett härdbart material som är anordnat på ytan av stommen och bildar ett åtsittande, styvt skal kring stommen.

Stommen kan åstadkommas av flera av ett blockmaterial av polymeriserat skum bildat kärnelement. Mer specifikt kan blockmaterialet vara en epoximatris med av mikrosfärer av glas bildade slutna porer. Detta är en grupp material som är enkla att forma och som uppvisar lämpliga materialegenskaper.

Kärnmaterialets specifika vikt kan vara i intervallet 60-710 kg/m3, mer föredraget i intervallet 350-600 kg/ms, och ännu mer föredraget i intervallet 450-550 kg/m3. Materialets tryckhållfasthet kan vara intervallet 20-80 MPa, mer föredraget 35-45 MPa. Kärnmaterialet kommer därigenom att kunna motstå det på stora havsdjup rådande vattentrycket med ett skal av måttlig tjocklek.

Stommen kan åstadkommas av ett eller flera kärnelement som sammanförs med hjälp av medel från gruppen bestående av lim och stång- och plattformade förbindelseelement. Därigenom åstadkoms möjligheter för en rationell och snabb konstruktion av stommen.

Stommen kan innefatta ett eller flera av ett annat material än Kärnmaterialet bildade förstärkningselement. Därigenom kan skrovet bildas med en avsmalning etc. för optimal anpassning till de komponenter som skall anbringas däri.

Det härdbara materialet kan vara en förstärkt plastkomposition. Mer specifikt kan den förstärkta, härdbara plastkompositionen innefatta flera lager av glasfiberväv. Sådana material erbjuder goda möjligheter till förstärkning av elementövergångar, är viktbesparande och kräver lite underhåll.

Enligt en andra aspekt hänför sig uppfinningen mer specifikt till ett förfarande för tillverkning av en ram för en fjärrstyrd farkost, i vilken flera ramelement bildar en av ett flytmaterial åstadkommen stomme, varvid förfarandet kännetecknas av att det innefattar följande steg: - bildande av flera kärnelement av ett flytmaterial; - bildande av en stomme genom sammanförande av kärnelementen; - anbringade av ett härdbart material på stommens yta; och 10 15 20 25 30 536 529 - bildande av flera i det härdbara materialet integrerade fästen för farkostkomponenter.

Förfarandet kan alternativt innefatta: - bildande av en eller flera ramsektioner genom sammanförande av respektive kärnelement och anbringande av det härdbara materialet på åtminstone en del av stommens yta; - sammanförande av ramsektionerna med de återstående kärnelementen; - anbringande av det härdbara materialet på kärnelementens obelagda ytor; och - bildande av elementförbindelser mellan ramsektionerna och de intilliggande ramelementen medelst det härdbara materialet. Delar av ramen kan därigenom tillverkas i förväg, jiggar kan användas, och ramsektioner kan lagras tillfälligt, med minskat behov av lagringsutrymme.

Stommen kan åstadkommas av flera av ett blockmaterial av polymeriserat skum bildade kärnelement. Mer specifikt kan blockmaterialet vara en epoximatris med av mikrosfärer av glas bildade slutna porer.

Kärnmaterialets specifika vikt kan vara i intervallet 60-710 kg/m3, mer föredraget i intervallet 350-600 kg/m3, och ännu mer föredraget i intervallet 450-550 kg/m3. Materialets tryckhållfasthet kan vara i intervallet 20-80 MPa, mer föredraget 35-45 MPa.

Stommen kan åstadkommas av att flera kärnelement sammanförs med hjälp av medel från gruppen bestående av lim och stång- och plattformade förbindelseelement.

Stommen kan förstärkas av att ett eller flera av ett annat material än kärnmaterialet bildade förstärkningselement integreras i stommen.

Det härdbara materialet kan vara en förstärkt plastkomposition som innefattar flera korslagda lager av glasfiberväv.

I vad som följer beskrivs ett exempel på en föredragen utföringsform som åskådliggörs i de bifogade ritningarna i vilka: Figur 1 visar i perspektiv en hopmonterad stomme för en som ett fackverk bildad ram; 10 15 20 25 30 536 529 Figur 2 visar, i större skala, en sektion hos den hopmonterade stommen; Figur 3 visar, i samma skala som i figur 1, en komplett ram i vilken stommen är belagd med en förstärkt plastkomposition; och Figur 4 visar, i större skala, ett tvärsnitt av ett parti hos ramelementet. l figur 3 betecknar hänvisningssiffran 1 en ram innefattande flera ramelement 12 och komponentfästen 13 som anordnats för att åstadkomma nödvändig flytvolym, bärkapacitet, styvhet, fästytor etc., för att fixera, uppbära och rymma komponenterna (visas ej) som innefattas i en i sig känd fjärrstyrd farkost (ROV).

Det hänvisas till figur 1 ivilken visas en stomme 11 som är sammansatt av ett antal i väsentlig överresstämmelse med ramens form formade kärnelement 111. Kärnelementen 111 är bildade av ett porfyllt blockmaterial med en föreskriven specifik vikt och tryckhållfasthet, till exempel SF300* från BMTI, La Seyne-sur-Mer, Frankrike. Materialet väljs på grundval av det största vattendjup för vilket ROV:en är dimensionerad. Exemplet på material av nämnda slag har en specifik vikt i intervallet 450-550 kg/m3, och materialets tryckhållfasthet är i intervallet 35415 MPa. Innan sammanförandet har kärnelementen 111 maskinbearbetats för att överrensstämma med ramens 1 form och så att kärnelementen griper tag i varandra så att de låses.

Kärnelementen är föredraget fixerade till varandra medelst ett lämpligt lim 16 som möjligtvis kompletteras genom användning av, till exempel, stång- eller plattformade förbindelseelement 17 som är förankrade till eller inbäddade i kärnelementen 111. Vid behov, till exempel i partier i vilka tvärsnittsreduktioner är nödvändiga som en följd av fastsättningen av komponenter (visas ej) på ramen 1, harförstärkningselement 112 monterats, vilka är förankrade i stommen 11 och/eller till ett ramelement 12 som omger ett parti av stommen 11.

Ramelementen 12 bildas av ett skal 12a som är byggt kring stommen 11, se figur 4, varvid en med ett lämpligt material 122, till exempel ett eller flera slags glasfiberväv, förstärkt plastkomposition 121 anbringas på stommens yta 11. Vid Övergångarna mellan olika ramelement 12 bildas elementförbindelser 14 av samma slags material 121, 122 då nämnda 10 15 20 25 30 536 529 material 121, 122 anbringas, på ett i sig känt sätt, tillräckligt långt in på nämnda ramelement 12. Ramelementen 12 och elementförbindelserna 14 sluter alla tätt kring stommen 11.

Ramelementen 12 och elementförbindelserna 14 bildar tillsammans ramens 1 bärstruktur, under det att stommen 11 fyller väsentligen alla ramens 1 hålrum, varvid ett stöd med hög tryckhållfasthet för alla ramelementen 12 åstadkoms.

Delar av ett ramelement 12 kan åstadkommas av i förväg formade skal (visas ej) som kompletterar kärnelementen som skall beläggas. Flera skal kan sammanföras medelst nämnda förstärkta plastkomposition 121, 122, och de kan kombineras med förstärkt plastkomposition 121, 122 som anbringas direkt på kärnelementens 111 yta.

Komponentfästena 13 integreras i ramen genom att lämpliga fästdetaljer, som till exempel är bildade av metal, förankras i den förstärkta plastkompositlonen 121, 122 och delvis omges av plastkompositlonen 121, 122, och möjligtvis även sträcker sig in i det intilliggande kärnelementet 111 för att önskad stabilitet skall uppnås.

Den färdiga ramen 1 åstadkommer ett skal som sluter tätt kring stommen 11 som i sin tur åstadkommer tillräckligt stöd för ramens 1 alla delar och förhindrar att ramen 1 kollapsar när den utsätts för höga vattentryck.

Samtidigt åstadkoms utrymme för att installera ROV-komponenter där flytkroppar konventionellt har anordnats, varvid flytkropparna nu utgörs av själva ramen 1.

Det faller inom ramen för uppfinningen att först bilda en eller flera ramsektioner 1a, 1b genom sammanförande av respektive ramelement 111 och att åtminstone belägga dessa med plastkompositlonen 121, 122 för att sedan sammanföra ramsektionen eller ramsektionerna 1a, 1b med de återstående kärnelementen 111 och sedan anbringa plastkompositlonen 121, 122 på stommens 11 obelagda partier med tillräckligt överlapp med de tidigare belagda ramsektionerna 1a, 1b.

Claims (18)

10 15 20 25 30 536 529 PATENTKRAV

1. Ram (1) för en fjärrstyrd undervattensfarkost, i vilken flera ramelement (12) åstadkommer en av ett flytmaterial bildad stomme (11), varvid ramelementen (12) åstadkoms av ett härdbart material (121) som har anordnats på stommens yta (11) och bildar ett styvt skal (12a) kring stommen (11), k ä n n e t e c k n a d av att stommen (11) åstadkoms av flera kärnelement (111) som sammanförs med hjälp av medel från gruppen bestående av lim (16) och stång- och/eller plattformade förbindelseelement (17).

2. Ram enligt krav1, k ä n n e t e c k n a d av att stommen (11) åstadkoms av flera av ett blockmaterial av polymeriserat skum bildade kärnelement (111).

3. Ram enligt krav1, k ä n n e t e c k n a d av att stommen (11) åstadkoms av flera kärnelement (111) som bildats av ett blockmaterial av en epoximatris med av mikrosfärer av glas bildade slutna porer.

4. Ram enligt krav2eller3, k ä n n e t e c k n a d av att kårnmaterialets specifika vikt är i intervallet 60-710 kg/m3, mer föredraget 350-600 kg/m3, ännu mer föredraget i intervallet 450-550 kg/m3.

5. Ram enligt krav2eller3,k ä n n e t e c k n a d avatt kårnmaterialets tryckhållfasthet äri intervallet 20-80 MPa, merföredraget 35-45 MPa.

6. Ram enligt krav1, k ä n n e t e c k n a d av att skalet (12a) är fluidtätt. 10 15 20 25 30 536 529

7. Ram enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att stommen (11) innefattar ett eller flera av ett annat material än kärnmaterialet bildade förstärkningselement (112).

8. Ramenligtkrav1,kännetecknadavattdet härdbara materialet är en förstärkt plastkomposition (121, 122).

9. Ramenligtkrav8,kännetecknadavattden förstärkta, härdbara plastkompositionen (121, 122) innefattar flera lager glasfiberväv.

10. undervattensfarkost, i vilken flera ramelement (12) åstadkommer en av ett flytmaterial bildad stomme (11), k ä n n e t e c k n a t av att förfarandet Förfarande för tillverkning av en ram (1) för en fjärrstyrd innefattar följande steg: - bildande av flera kärnelement (111) av ett flytmaterial; - bildande av en stomme (11) genom sammanförande av kärnelementen (111); - anbringade av ett härdbart material (121) på stommens yta (11); och - bildande av flera i det härdbara materialet (121) integrerade fästen (13) för farkostkomponenter.

11. förfarandet vidare innefattar: Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av att - bildande av en eller flera ramsektioner (1a, 1b) genom sammanförande av respektive kärnelement (111) och anbringande av det härdbara materialet (121) på åtminstone en del av stommens (11) yta; - sammanförande av ramsektionerna (1a, 1b) med de återstående kärnelementen (111); - anbringande av det härdbara materialet (121) på kärnelementens (111) obelagda ytor, 10 15 20 25 30 536 529 - bildande av elementförbindelser (14) mellan ramsektionerna (1a, 1b) och de intilliggande ramelementen (12) medelst det härdbara materialet (121).

12. Förfarande enligt krav10, k ä n n e t e c k n a t av att stommen (11) åstadkoms av flera av blockmaterial av polymeriserat skum bildade kärnelement (111).

13. Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av att stommen (11) åstadkoms av flera kärnelement (111) som bildats av ett blockmaterial av en epoximatris med av mikrosfärer av glas bildade slutna porer.

14. Förfarande enligt krav 12 eller13, k ä n n e t e c k n a t av att kärnmaterialets specifika vikt är i intervallet 60-710 kg/ms, mer föredraget 350-600 kg/ms, ännu mer föredraget i intervallet 450-550 kg/ms.

15. Förfarande enligt krav12 eller13, k ä n n e t e c k n a t av att kärnmaterialets tryckhällfasthet är i intervallet 20-80 MPa, mer föredraget 35-45 MPa.

16. Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av att stommen (11) åstadkoms av flera kärnelement (111) som sammanförs med hjälp av medel från gruppen bestående av lim (16) och stång- och plattformade förbindelseelement (17).

17. Förfarande enligt krav10, k ä n n e t e c k n a t av att stommen (11) förstärks av att ett eller flera av ett annat material än kärnmaterialet bildade förstärkningselement (112) integreras i stommen (11).

18. Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e o k n a t av att det härdbara materialet (121) är en förstärkt plastkomposition som innefattar flera lager av korslagd glasfiberväv (122).