[發(fā)明專(zhuān)利]有效負(fù)載控制設(shè)備、方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380062338.3
• 申請(qǐng)日: 2013-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104903227A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·W·朱厄爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 費(fèi)爾菲爾德工業(yè)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B66D3/04
• 分類(lèi)號(hào): B66D3/04;B66C13/18;B66D3/12
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 馮劍明

背景技術(shù)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例大體上是在控制和/或定位不穩(wěn)定介質(zhì)(例如，空氣、水)中的物理有效負(fù)載的領(lǐng)域中，且更特別地，涉及用于控制和/或定位不穩(wěn)定介質(zhì)中的有效負(fù)載和補(bǔ)償由所述介質(zhì)引起的起伏或其它不受控運(yùn)動(dòng)(例如，海浪動(dòng)作)的方法和設(shè)備及其應(yīng)用。

相關(guān)技術(shù)

起伏補(bǔ)償大體上涉及調(diào)整或以其它方式補(bǔ)償水面船只在船外懸掛于水體中、提升或下降通過(guò)水體和/或著陸于海底、水面平臺(tái)或船塢或另一船舶上的設(shè)備的運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。在所有這些情況中，由作用于水面船只上的波浪動(dòng)作引起的所述水面船只的運(yùn)動(dòng)基本傳遞到，或者在一些情況下放大且傳遞到從所述船只通過(guò)繩索(rope)、纜繩(cable)、鏈條、皮帶或者柔性或剛性的類(lèi)似連接介質(zhì)懸掛的有效負(fù)載。

圖1和2所示為起伏補(bǔ)償系統(tǒng)用于解決的問(wèn)題的實(shí)例。具有甲板10的水面船只1在由水線2指示的水體的表面上浮動(dòng)。甲板10架高于水線2上方，且有機(jī)器附加到甲板10。配置有起重機(jī)40或類(lèi)似的提升機(jī)構(gòu)，以便能夠在船外提升有效負(fù)載60并通過(guò)繩索或纜繩30升高或降低所述有效負(fù)載60，所述繩索或纜繩30一端連接到有效負(fù)載60，另一端連接到絞盤(pán)20。纜繩30經(jīng)過(guò)船外滑輪50，在此處纜繩30的方向從接近水平改變?yōu)榇怪薄．?dāng)停置時(shí)，纜繩30中的張力標(biāo)稱(chēng)地等于有效負(fù)載60的重量加上纜繩30在船外滑輪50與有效負(fù)載60之間的重量。

在圖2中，船只1因波浪動(dòng)作而升高高于參考線100，船只1先前低于所述參考線100，如圖1所示。這在有限的時(shí)段內(nèi)發(fā)生，其中，船只1、且更特別地，船外滑輪50向上加速。船只1由于停在較接近甲板的由水線2指示的水中較深處而抵抗此加速。由于作用于有效負(fù)載60自身質(zhì)量的重力加上在運(yùn)動(dòng)時(shí)作用于有效負(fù)載60上的水的迎面阻力，有效負(fù)載60也抵抗此加速。因此纜繩30中的張力增加，直到有效負(fù)載60的垂直速度等于或超過(guò)船外滑輪50的速度為止。纜繩30中的增加的張力可為極大值，且在系統(tǒng)的所有組件上引入負(fù)載，包括在甲板10、絞盤(pán)20、起重機(jī)40、船外滑輪50以及有效負(fù)載60上。整個(gè)系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)工程設(shè)計(jì)，以在界定安全操作窗口的特定海洋狀態(tài)的前提下承受將作用于系統(tǒng)上的力；否則，一個(gè)或另一個(gè)系統(tǒng)組件將發(fā)生故障，危及任務(wù)、設(shè)備、人員和/或有效負(fù)載。

當(dāng)船只1的向上運(yùn)動(dòng)減速且隨后開(kāi)始下落回到或通過(guò)其起始位置時(shí)，所有的力和張力都減小，但機(jī)械故障的危險(xiǎn)沒(méi)有消失，只是被延遲直到所述運(yùn)動(dòng)停止為止。與重力一起作用以抵抗有效負(fù)載60向上移動(dòng)也阻止有效負(fù)載60像僅有重力作用那樣快地下落的相同的拖曳力將導(dǎo)致有效負(fù)載60下落。事實(shí)上，可能的是船外滑輪50可能比有效負(fù)載60更快地下落。這將允許纜繩30中的張力下降到零且松弛以在纜繩30的一或多個(gè)部分中積累。在此情況下，有效負(fù)載60向下加速，僅受其在水中的阻力抵抗而沒(méi)有纜繩30的先前從上方支撐有效負(fù)載60的任何張力。當(dāng)船外滑輪50的向下運(yùn)動(dòng)結(jié)束且隨后反轉(zhuǎn)時(shí)，纜繩30將在“突發(fā)載荷”情況中變?yōu)槔o。突發(fā)載荷能夠輕易地超過(guò)纜繩30的斷裂強(qiáng)度和/或系統(tǒng)的其它機(jī)械組件的額定操作能力。纜繩30斷裂和/或系統(tǒng)的其它組件的損壞可導(dǎo)致有效負(fù)載60的損失、時(shí)間和金錢(qián)的損失以及造成傷害或死亡。

可將起伏定義為船舶上由波浪動(dòng)作引起的船外滑輪50的垂直運(yùn)動(dòng)，且采用起伏補(bǔ)償系統(tǒng)使上述影響最小，從而加寬船舶及其機(jī)器在執(zhí)行任務(wù)時(shí)的安全操作窗口。