改進的海洋船用錨的製作方法
2023-07-03 09:09:21
改進的海洋船用錨的製作方法
【專利摘要】描述了一種海洋船用錨，其具有錨爪，錨杆可轉動地附接至錨爪，其中錨杆能夠相對於錨爪被遠程地鎖定樞轉及隨後遠程地解鎖樞轉。
【專利說明】改進的海洋船用錨
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種船用錨，特別是一種拖曳嵌入式海洋船用錨，例如應用於半潛式鑽井平臺的錨，其最初由錨索水平拉動以實現穿透錨泊床的表面。
【背景技術】
[0002]通常，船用錨包括附接至平面錨爪上的細長錨杆，錨爪具有鋒利的前緣，前緣中有前尖部，用於當通過錨索一錨索在錨杆上遠離錨爪的附接點處固定於錨上一將錨在錨泊床的表面上水平拉動時，促進錨爪與錨泊床泥土的穿入接合。該附接點位於從錨爪的後緣延伸的假想直線上，該假想直線與錨爪的平面形成向前開口的呈銳角的錨爪角。該錨爪角通常為大約30°以有利於穿入硬質黏土或砂土中，或者為大約50°以有利於插入軟質粘土或淤泥質軟土中。該附接點也位於從錨爪前尖部延伸的假想直線上，該假想直線與錨爪的平面形成向前開口的呈銳角的尖部角。該尖部角通常在60°至70°的範圍內，以促進錨爪尖部在堅實或硬質黏土的錨泊床土壤中的可靠接合。對於期望在堅實或硬質的黏土中工作的錨，該後一項要求會約束所述附接點相對於錨爪的位置。
[0003]大多數的海洋船用錨在使用前需要對錨爪角作適當調整以適應軟質或堅實的錨泊床土壤。因此，錨必須被拉起到操錨船(anchor handling vessel)的甲板上以使得能夠實施該操作。這樣在等待安置錨時必需付出在海上的時間，以及相應地，由海洋資源的範圍決定的、可能相當大的懲罰成本。
[0004]專利號為EP-0802111的歐洲專利公開了一種包括調節機構的錨，其中錨爪角的調節可以在錨安置在錨泊床土壤中之後，通過與錨索平行地附接至錨上的輔助拉索進行遠程控制。該錨的缺點包括:由於土壤阻力在輔助拉索中產生拉力而使得該調節機構過早地操作；不能遠程逆向操作該調節機構；需要在錨的各次使用之間將錨收到甲板上以更換調節機構中的自斷銷；錨不能維持與包括堅實或硬質黏土的錨泊床表面可靠接合所需的適當尖部角。
【發明內容】
[0005]本發明的目的包括但不限於提供以下錨:其在安置到錨泊床土壤中之後能夠遠程地調節錨爪角，並且避免了上述缺點。
[0006]以下:術語「軸線」應解釋為無限長；術語「載荷作用點」應解釋為錨索連接構件(例如，鉤環銷)的軸線與錨對稱面的交點；以及，在附接點包括樞轉接頭的情況下，術語「附接點」應解釋為位於樞轉接頭中心的樞轉軸線上的點。
[0007]根據本發明，船用錨包括對稱面並且包括錨爪和錨杆，所述錨爪和錨杆可樞轉地連接在一起，所述錨爪包括後緣並在所述錨的向前方向上延伸到前尖部，其特徵在於，所述錨設置有能夠遠程操作的鎖定解鎖裝置，由此所述錨杆能夠樞轉鎖定並且隨後能夠樞轉解鎖。
[0008]優選地，所述錨杆在以下位置處能夠鎖定樞轉並且隨後能夠解鎖樞轉:在所述位置處所述錨杆中的載荷作用點限定出所述錨的最小錨爪角。
[0009]優選地，所述能夠遠程操作的鎖定解鎖裝置包括可樞轉的四桿機構。
[0010]優選地，所述四桿機構包括至少一個前細長構件和至少一個後細長構件，所述至少一個前細長構件和至少一個後細長構件通過聯接構件聯接在一起以形成所述錨杆，所述聯接構件包括第一載荷作用點和第二載荷作用點以及用於容納錨索連接構件在其間移動的轉移裝置，每個細長構件在一端具有上附接點並在另一端具有下附接點，並且所述錨爪的至少一部分具有對應的前附接點和後附接點，所述前附接點和後附接點間隔開，用於容納所述細長構件的所述下附接點，所述聯接構件具有對應的前附接點和後附接點，所述前附接點和後附接點間隔開，用於容納所述細長構件的所述上附接點，所述後細長構件和所述聯接構件是剛性的，以使得:當所述錨索連接構件在所述第一載荷作用點處施加以下力時，能夠將所述四桿機構樞轉鎖定，其中所述力沿著在所述錨爪的所述前尖部附近與錨爪相交的平面中所包含的作用線沿遠離所述錨爪的方向作用；並且隨後在將所述錨索連接構件移動至所述第二載荷作用點後，當在所述第二載荷作用點處施加沿著遠離所述錨爪的方向作用的力時，能夠將所述四桿機構樞轉解鎖。
[0011]優選地，所述前細長構件和後細長構件的所述附接點以及所述錨爪的和聯接構件的所述對應的附接點分別構成前上方、前下方、後上方和後下方的樞轉接頭，每個樞轉接頭包括樞轉軸線。
[0012]優選地，所述轉移裝置包括通道，所述通道適用於接收所述連接構件，使得所述連接構件能夠通過在所述通道內移動而從一個載荷作用點移位到另一個載荷作用點。
[0013]優選地，所述通道包括槽，所述槽具有前端和後端並且包含設置成平行於所述槽中的平面或曲面的軌跡，第一載荷作用點位於所述軌跡上鄰近所述前端處，第二載荷作用點位於所述軌跡上鄰近所述後端處。
[0014]優選地，所述前上方樞轉接頭的樞轉軸線和所述後上方樞轉接頭的樞轉軸線相交的交點之間間隔開距離，從而允許所述細長構件和所述剛性聯接構件相對於彼此樞轉，以使所述後上方樞轉接頭的樞轉軸線移動成與以下直線相交:所述直線包含所述前上方樞轉接頭和所述後下方樞轉接頭的樞轉軸線與所述對稱面的交點，由此，當所述連接構件在所述第一載荷作用點處施加以下力時:所述力沿著在所述錨爪的所述前尖部附近與所述錨爪相交的平面中所包含的作用線沿遠離所述錨爪的方向作用，此時所述四桿機構變得被所述後剛性細長構件中產生的壓力和所述剛性聯接構件中產生的壓力鎖定。
[0015]優選地，所述樞轉接頭中具有間隙，所述間隙允許所述後上方樞轉接頭的樞轉軸線移動經過並稍微越過所述直線以提供所述四桿機構的牢固鎖定，其中所述直線包含所述前上方樞轉接頭和所述後下方樞轉接頭的樞轉軸線與所述對稱面的交點。
[0016]優選地，所述四桿機構布置成使得通過所述剛性後細長構件與所述前細長構件直接或間接地接觸而阻止所述四桿機構的樞轉。
[0017]優選地，當所述四桿機構被鎖定時，所述槽的所述軌跡在所述第一載荷作用點處的切線相對於包含所述錨爪的所述前尖部和所述第一載荷作用點的直線形成在60°到95°的範圍內的、向後開口的角。
[0018]優選地，所述第一載荷作用點位於包含所述前上方樞轉接頭和前下方樞轉接頭的軸線的平面之中或之後。[0019]優選地，與所述對稱面成直角的、包含所述錨爪的所述前尖部和所述第一載荷作用點的平面經過所述前上方樞轉接頭的軸線的前方。
[0020]優選地，所述四桿機構在所述樞轉接頭的軸線之間具有間隔距離，使得當所述連接構件在所述第一載荷作用點和第二載荷作用點分別施加沿遠離所述錨爪的方向作用的力時，所述第一載荷作用點和第二載荷作用點分別具有相對於所述錨爪的第一固定位置和
第二固定位置。
[0021]優選地，所述錨的所述最小錨爪角在26°到32°的範圍內。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]本發明的實施方式將根據附圖通過示例進行詳細說明。
[0023]圖1示出了根據本發明的船用錨的側視圖。
[0024]圖2示出了圖1的錨的斜視圖。
[0025]圖3示出了圖1的錨的側視圖，其中載荷作用於第一載荷作用點以在堅實或硬質黏土的錨泊床泥土中操作。
[0026]圖4示出了圖1的錨的側視圖，其中載荷作用於第二載荷作用點以在軟質黏土的錨泊床泥土中操作。
[0027]圖5示出了為傾斜以穿入堅實或硬質黏土的錨泊床表面中的圖1的錨的側視圖。
[0028]圖6示出了修改後的圖1的錨的斜視圖。
【具體實施方式】
[0029]根據圖1和2所示，在本發明的實施方式中，在錨泊床表面3下面的泥土 2中操作的船用錨I (圖1)包括錨爪4，錨爪4具有前尖部4A和4B，並且由橫向傾斜的錨爪半部4C和4D在結合部5處結合在一起而形成。結合部5位於錨I的對稱面6中並平行於錨爪4的前後方向線AF (圖1、3和4)，前後方向線AF定義向前方向為F，向後方向為A，並且如圖所示穿過了作為錨爪4上表面的面心的錨爪中心(centroid) C。對稱面6由繪出圖1、3、4和5的平面表不。
[0030]錨爪4在結合部5處直立地附接有前U形凸耳7和後U形凸耳8，且前U形凸耳7和後U形凸耳8分別包括銷孔9和10。位於剛性前支柱13的下端12處的銷11繞銷孔9的軸線14轉動。位於剛性後支柱17的下端16處的銷15繞銷孔10的軸線18轉動。前支柱13的上端19包括帶有銷孔21的U形凸耳20。後支柱17的上端22包括帶有銷孔24的U形凸耳23。在前支柱13中，銷25將剛性聯接板27的前凸耳26定位為繞銷孔21的軸線28樞轉。在後支柱17中，銷29將剛性聯接板27的後凸耳30定位為繞銷孔24的軸線31樞轉。
[0031]錨爪4、錨杆支柱13和17、以及聯接板27形成了四桿機構32，其中後三個構件，或杆件，之間可以相對彼此轉動及相對於錨爪4轉動，它們共同構成了錨I的錨杆32A。聯接板27包括槽33，槽33設置成接納鉤環35的銷34。鉤環35穿過附接至錨索38的接頭37上的眼36。槽33的寬度大於銷34的直徑從而使銷34可以在其中自由滑動。當銷34與槽33中的遠離錨爪4的內表面41相接觸地滑動時，銷34的軸線39在槽33內描繪出軌跡40。[0032]當銷34定位成與槽33的前端42相接觸時，軸線39包含錨I的第一載荷作用點43。當銷34與槽33的後端44相接觸時，軸線39包含錨I的第二載荷作用點45。第一載荷作用點43和第二載荷作用點45之間相隔的距離D在軸線28和軸線31之間相隔距離E的60%至100%的範圍內。距離E在錨爪4的全長L的25%至37%的範圍內，優選32%，其中全長L為在對稱面6內沿向前方向F測量而得。
[0033]槽33布置成使得軌跡40在第一載荷作用點43處的切線相對於平面46——平面46包含錨爪4的前尖部4A和第一載荷作用點43——傾斜，以形成向後開口的角α，角α在60°到95°的範圍內，優選為90°。平面46相對於對稱面6成直角，並且相對於向前方向F傾斜以形成向前開口的角β，角β在60°到72°的範圍內，優選為70°。軸線28和軌跡40之間的間隔應足夠大，以允許當銷34在槽33內滑動時，鉤環35的眼47能不受U形凸耳20幹涉地行進。優選地，第一載荷作用點43定位成使得軸線28與平面46之間的間隔距離在銷25的直徑的1.5至2.5倍的範圍內。
[0034]方向線AF與平面47Α在點48處相交，其中平面47Α包括錨爪半部4C和4D的後緣47。當第一載荷作用點43位於相對於錨爪4的固定位置43Α時,包含點48和第一載荷作用點43的直線B (圖1)與向前方向F形成向前開口的錨爪角Y，角Y在26°到32°的範圍內，優選為30°。固定位置43Α是第一載荷作用點43所能佔據的最前方位置，其由直線B與平面46的交點定義。因此，通過選擇錨爪角Y的最小值和角β，而相對於錨爪4固定位置43Α。當第一載荷作用點43位於固定位置43Α時，包含中心C和第一載荷作用點43的直線N (圖1)形成向前開口的錨爪中心角δ，角δ在36°至44°的範圍內，優選為
41。。
[0035]前U形凸耳7的銷孔9的軸線14和後U形凸耳8的銷孔10的軸線18之間的距離G在長度L的40%至60%的範圍內。平行於方向線AF測量的軸線14和中心C之間的距離H在長度L的10%至20%的範圍內，優選為15%。軸線14和18分別與平行於方向線AF的直線成直角並相交，其中所述直線與中心C的間隔距離J在長度L的7%至11%的範圍內，優選為9%。
[0036]前錨杆支柱13中軸線14與28的間隔距離K在長度L的75%至80%的範圍內，優選為77%。後錨杆支柱17中軸線18和31的間隔距離Μ，在長度L的75%至80%的範圍內，優選78%。距離E、G、K和M還設置成使得軸線31能夠移動到包含軸線18和28的直線P，優選地移動超過直線P (圖1)，從而使支柱17在附接點49處直接接觸支柱13或者經由聯接板27的凸耳30間接接觸支柱13。通過選擇四桿機構32內每個樞轉接頭中銷和銷孔之間所需的適當的間隙量，而調節軸線13移動超出直線P的程度。當通過鉤環35、接頭37和錨索38而在第一載荷作用點43處施加位於平面6和46 (圖1)中的拉力時，這樣的距離設置會使得在支柱17中和在銷25與銷29之間的聯接板27中產生壓力，而在支柱13中和在銷25與鉤環銷34之間的聯接板27中產生拉力，並且在直接或間接接觸點49處在支柱13和支柱17之間產生橫向反作用力。該橫向反作用力的作用方向與支柱13和17內產生的壓力的橫向分量相反。這些壓力的橫向分量將四桿機構32保持在鎖定模式，這樣，在錨索38對鉤環35施加的拉力方向基本維持在平面6和46內並指向遠離錨爪4前尖部4Α的方向時，可以保持第一載荷作用點43處於相對於錨爪4的固定位置43Α。
[0037]在以下情況中會自動發生這種鎖定模式(圖1和圖5)的構型:當錨I被向前翻倒，在堅實或硬質黏土的錨泊床表面3上被水平拉動，以使錨爪4的前尖部4A和4B以及聯接板27的前緣50與表面3相接觸，同時向前方向F以開口向後的角ε (圖5)相對於表面3傾斜。角ε比尖部角β小，尖部角β被保持鎖定在上述設定的範圍內從而促進尖部4Α和4Β可靠地穿入到堅實或硬質的錨泊床表面3內。
[0038]當錨I穿透錨泊床表面3時，土壤2施加在支柱17上的壓力使支柱17略微轉動以使軸線31變得高於直線P，從而使四桿機構32脫離鎖定模式(圖3)，同時在支柱17內、支柱13內、聯接板27的銷25和29之間以及銷25和鉤環銷34之間會存在拉力。支柱17的轉動還會引起聯接板27的轉動以產生第一載荷作用點43繞軸線28的補償性反向轉動，從而維持第一載荷作用點43基本處於固定位置43Α並由此保持向前開口的錨爪角Y (圖1)處於前述選定的角度範圍26°到32°之間，因此，隨著錨索38中拉力的增大(圖3)，錨I能夠在堅實或硬質的黏土中嵌入更深。隨著在錨泊床表面3下方的嵌入逐漸變得更深，當錨爪中心C在錨泊床表面3之下、深度在長度L (圖1)的I倍至1.5倍範圍內處大致水平地運動時，達到錨I在堅實或硬質的土壤中的極限抓地能力。
[0039]當錨泊床由軟質黏土構成時，錨I在達到其極限抓地能力時在錨泊床表面3下方嵌入的較深，此時錨爪中心C在錨泊床表面3之下、深度在長度L的2倍至3倍範圍內處大致水平地運動。但是由於土壤強度較低，這種深度下的極限抓地能力不合期望地較低。這通過以下方式得到修正:通過拉起錨索38使鉤環35沿著聯接板27中的槽33滑動，使得隨著四桿機構32轉動，鉤環35的銷34與槽33的一端44接觸，並使銷34的軸線39與第二載荷作用點45對齊，這樣錨爪角Y (圖1)增加到大約56°，並且第二載荷作用點45居於固定位置45Α，固定位置45Α位於包含錨爪中心C的直線上，所述直線與向前方向F形成開口向前的錨爪中心角S (圖4)，角δ在72°至78°的範圍內，優選75°。隨著在錨泊床表面3下方的軟質黏土中的嵌入逐漸加深，第二載荷作用點45仍大致位於固定位置45Α，直到當錨爪中心C在錨泊床表面3之下、深度為長度L的10倍至12倍處大致水平運動時，錨I達到其極限抓地能力，此處軟質黏土的強度通常足夠高，以提供與在堅實或硬質黏土的錨泊床中所能夠得到的抓地能力相當的抓地能力。
[0040]在使用中，通過將拖尾51在對稱面6 (圖1)中在後緣47 (圖2)處連接至錨爪4，以促進如圖1至4所示的根據本發明的錨的拖動嵌入安裝過程。拖尾51包括一段鋼索52，鋼索53與長度較短的鎖鏈53相連。通過在安置船以大約一節的速度緩慢地向前移動的同時，以大約一節的送出速度將錨索38送出，而將錨I從安置船上朝錨泊床3下放。拖尾51的鎖鏈53首先接合在錨泊床表面3上然後在其上拖動，同時錨I靠近表面3。在表面3上拖拉鎖鏈53而產生的阻力將錨索38拉離垂直方向，從而使錨I趨於通過鐘擺效應(pendulumeffect)而使錨爪4的向前方向F變為移動的安置船的前進方向，同時錨I向下接觸到錨泊床表面3上。由於該安置船前進速度等於錨索的送出速度，錨I變得保持直立同時錨爪4大致水平地鋪在錨泊床表面3上。船速和錨索的送出速度被維持直到已經送出期望長度的錨索38。這時船隻停止並且錨索停止送出，以使得能夠掣止錨索，之後利用系樁拉力而開始錨I的拖動嵌入。
[0041]當錨泊床表面3下的土壤2由堅實或硬質的黏土構成時，當通過在第一載荷作用點43大致水平地拉動錨索38而向錨I施加拉力時，錨I向前傾斜，以使錨爪的前尖部4A和4B以及聯接板27的邊緣50與錨泊床表面3接觸，由此向前方向F以向後開口的角ε (圖5)相對於表面3傾斜。角ε比尖部角β小以促進尖部4Α和4Β穿入到表面3內。在傾斜過程中，支柱17和聯接板27合在一起的質量自動使支柱17在支柱13上的接觸點49處、直接接觸支柱13或通過聯接板27的凸耳30間接接觸支柱13。當錨爪4的尖部4Α和4Β開始穿透錨泊床表面3時，沿平面46 (圖1)所包含的方向在錨索38內開始積蓄拉力。該拉力繞支柱13的軸線28的力矩使凸耳23直接接觸支柱13，或通過凸耳30間接接觸支柱13，此時軸線31已經移動到或越過包含軸線18和28的直線P (圖1)。與此同時，拉力繞軸線14的力矩作用為將支柱17直接或間接地緊靠支柱13進行鎖定，從而將第一載荷作用點32保持在相對於錨爪4的固定位置43Α，這樣錨爪4相對於錨泊床表面3的傾斜角度一實際定義為180°減β —不會變得高到足以引起錨爪4的前尖部4Α和4Β附近錨泊床土壤2的局部剪切失效，從而避免以下不期望的結果:錨爪4從土壤2中退出並拖動而沒有隨後接合錨泊床表面3。錨I因此可靠地接合錨泊床表面3並開始穿入其中。
[0042]在插入的進行過程中四桿機構32的鎖定模式一直保持，直到錨索38中的拉力一其作用在第一載荷作用點43處一的作用線在錨爪4上的交點沿大致遠離錨爪4前尖部4Α和4Β的向後方向移動。隨著該作用線接近支柱13的軸線14，並且錨爪4大約有2/3已經穿入到了錨泊床表面3之下，錨索38中的拉力繞軸線14和28的力矩改變到足以終止支柱17緊靠於支柱13(圖3)的鎖定。這允許支柱17稍微轉動離開支柱13，並由此使聯接板27轉動。但是如前所述，聯接板27的轉動導致第一載荷作用點43繞軸線28轉動以使第一載荷作用點43在位置43Α處基本保持在相對於錨爪4的固定位置，從而保持錨爪角Y處於最小值，該最小值適於促進穿入到錨泊床表面3下的堅實或硬質的黏土中。
[0043]在硬質黏土中，當載荷在第一載荷作用點43水平地作用於錨I時，錨索38中的拉力迅速增加，並且在錨爪4全部穿入錨泊床表面3以下之前就可能達到超過錨索38的破壞載荷的極限抓地能力。
[0044]在硬質黏土 (或砂土)中，當載荷在第一載荷作用點43處水平地施加至錨I時，錨索38上的拉動導致錨索38中的拉力隨著錨I沿著由錨爪4的中心C勾畫出的淺弧形軌跡全部穿入到錨泊床表面3以下而迅速增大，隨著錨I極限抓地能力的建立，該軌跡最終變得水平。該情況發生在錨I已經被水平拖動了長度L的大約4到7倍之後，錨爪4的中心C已穿入到錨泊床表面3以下深度為長度L的I至1.5倍時。
[0045]在軟質黏土中，當載荷作用於第一載荷作用點43時，中心C描繪出類似的淺弧形的軌跡，同時對於錨I被水平拖動長度L的大約10到20倍後、中心C的穿入深度大約為長度L的1.5至3倍，錨爪4大致變為水平。這種情況下，由於軟質黏土較不牢固的特性，錨索38內的拉力緩慢增大，並且極限抓地能力大幅降低。
[0046]在固定過程中當觀察到錨索38中的拉力低速增加時，表明存在軟質黏土，安置船停止拉動並且在縮短錨索38的長度的同時將錨I反過來。然後將錨索38升起，以使鉤環35的銷34在聯接板27的槽33中的表面41上沿傾斜的軌跡41 (圖1)向後及向上滑動，使銷34接觸槽33的端部44，這樣銷34的軸線39遷移到第二載荷作用點45，於是四桿機構32的支柱13和17以及聯接板27轉動以將第二載荷作用點45移動到直線N (圖4)上的位置處，其中直線N包含錨爪4的中心C並且以角度δ相對於方向F傾斜。當由於錨爪4相對於作用於第二載荷作用點45的拉力方向高度傾斜，而導致錨索38的拉力突然增加，則在安置船處產生該動作已完成的信號。然後錨索38被送出以下長度:該長度適合於錨I進一步嵌入到軟質黏土 I中。對於在非常深的水中安置的情況，其長度應該使得在錨泊床表面3處產生錨索38相對於水平方向傾斜的、介於15°至20°之間的典型提升角。
[0047]在銷34的軸線39位於第二載荷作用點45——其現在大致位於相對於錨爪4 (圖4)的固定位置45A處一的情況下,進一步的拉動經由鉤環35向錨I施加載荷,使錨爪角Y(圖1)增大到了大約56°，錨爪中心角δ (圖4)增大到了大約75°。通過這些增大的角度，使得錨I能夠在軟質黏土中嵌入更深。進一步的拉動使錨爪4轉動從而使方向F向平面下方更遠處傾斜，這樣錨I大致沿方向F移動，中心C沿著新的陡峭傾斜的軌跡移動，在錨I被拖動大約為長度L的20倍且中心C已穿入超過長度L的12倍時，所述軌跡趨向變得水平，以提供與在硬質黏土所能獲得的極限抓地能力相似的極限抓地能力。
[0048]對於所有堅固程度的錨泊床土壤，能夠通過以下方式利用錨回收船而實現錨I的收回:在錨I的嵌入點之上或越過該點向上和向後拉動錨索38，直到在錨泊床表面3處錨索38與水平方向之間的提升角為大約70°。
[0049]如果錨爪4僅部分地嵌入到硬質土壤中，同時錨索38在錨I處呈水平，這種向上和向後的載荷導致鉤環35的銷34在聯接板27的槽33中從第一載荷作用點43運動成在第二載荷作用點45處接合。第二載荷作用點45處的載荷首先繞U形凸耳20中的銷25產生力矩，該力矩使聯接板27轉動並使後支柱17與前支柱13脫離接合，從而將四桿機構32解鎖。然後進一步的載荷使四桿機構32轉動，以帶動第二載荷作用點45越過固定位置45Α，直至通過聯接板27的凸耳26與凸耳20內側的支柱13相接觸而被阻止。再進一步的載荷使錨I向後轉動，使錨爪4相對於水平面向上傾斜30°至40°，並使作用在第二載荷作用點45的力的作用線方向大致與向前方向F成直角，其結果是，觀察到錨索38內的拉力迅速增大。然後停止拉動，回收船向前移動，同時送出錨索38直到在錨泊床表面3處錨索38和水平面之間的提升角呈大約70°。然後掣止錨索38並施加系樁拉力以再次拉緊錨索38。這使得鉤環35的銷34在槽33中向前滑動，從而使軸線39重新定位在第一載荷作用點43處。這時，四桿機構32接近(close)以使支柱17的凸耳23靠近但不接觸支柱13，由此第一載荷作用點43基本位於位置43A，且錨爪角Y恢復為最小值。通過在回收船向前移動時以70°的提升角拉起錨索38，此時使得錨爪角Y處於最小值的錨I在錨索38內拉力相對較低的情況下向前向上移動到錨泊床表面3，在該錨泊床表面3處錨4從錨泊床穿出並被升起以放置於回收船的甲板上。
[0050]假如錨爪4被很深地嵌入到軟質土壤中，回收步驟除了以下之外如前所述:由於第二載荷作用點45已經位於固定位置45A (圖4)，所以四桿機構32被解鎖以及開始轉動並使第二載荷作用點45與固定位置45A重合的過程已經發生了。
[0051]如果需要，錨I可以被移動到海底上的新位置而不用升起以放置在回收船的甲板上。然後採用前述相同的步驟將錨I從在海底表面3上方附近懸吊的位置重新放置，使得錨I再次放置在海底表面3時重新建立鎖定模式。當通過拉動錨索38、使錨I傾斜成與海底2接合時，發生四桿機構32的再次鎖定。
[0052]在對錨I的微小修改中，通過以下方式，能夠在錨I從海底2穿出之前實現解鎖:延長聯接板27中槽33的長度使第一載荷作用點43的位置稍微更向前一些，從而使支柱13中的軸線28 (圖1)與平面46之間距離更大，以充分增大錨索38中的拉力繞軸線28產生的轉矩從而克服前述土壤壓力對支柱17的解鎖效應。[0053]因此，如上所述，操作錨索38能夠遠程地將錨索I的四桿機構32鎖定，以提供小的錨爪角Y用於在硬質海底中可靠地穿入海底表面，並隨後遠程解鎖。操作錨索38還能遠程地使四桿機構轉動從而可選擇地在錨I中提供小錨爪角，以適於在硬質海底條件下的較淺穿入，或提供較大的錨爪角，以適於在軟質海底條件下的較深穿入。簡而言之，錨I能夠遠程地循環地鎖定和解鎖四桿機構32並遠程選擇錨爪角Y。
[0054]錨I具有超越前述現有技術的錨的優點，包括以下中的至少一個:通過對錨索的操作能夠在原處實現遠程增大或減小錨爪角的能力；遠程可逆地鎖定以將錨杆上的載荷作用點保持在相對於錨爪固定的位置，從而提供適於在堅實或硬質的錨泊床土壤中可靠地穿入的錨爪角和尖部角；無需為了適應軟質或硬質土壤條件而吊到甲板上改變錨爪角；不會過早操作錨爪角調節機構；以及不需要更換錨爪角調節機構中的自斷銷。
[0055]此處描述的錨的修改當然能夠在本發明的範圍內實現。例如，支柱13可以被柔性的前部細長構件13代替，例如繩或鎖鏈，其只承受拉力，這種情況下，剛性杆件17在橫向間隔開的接觸點49處與細長構件13直接或間接接觸，這樣柔性前部細長構件13在拉緊時的小撓曲會對支柱17提供相當大的橫向反作用力，以保持錨I處於鎖定模式，用於實現與堅實或硬質的錨泊床表面3的接合。另外，聯接板27中的槽33可以是彎曲的。以及，四桿機構32可以包括兩個剛性的後細長構件17以及一個柔性或剛性的前細長構件13，或以及一對柔性或剛性的前細長構件13。作為例子，圖6示出了錨I的斜視圖，其中四桿機構32包括兩個剛性的後細長構件17和兩個剛性的前細長構件13，每組前或後細長構件在錨爪4上都有橫過對稱面6間隔開並橫跨結合部5兩側的錨爪附接點。可以設想，這些改動可以包括:後支柱17和前細長構件13之間的間接接觸通過除聯接板27之外的構件實現，還包括:鉤環35的銷34上具有套筒，套筒具有平面以降低銷34與聯接板27的表面41之間的接觸壓力。
【權利要求】
1.一種海洋船用錨，包括對稱面並且包括錨爪和錨杆，所述錨爪和錨杆可樞轉地連接在一起，所述錨爪包括後緣並在所述錨的向前方向上延伸到前尖部，其特徵在於，所述錨設置有能夠遠程操作的鎖定解鎖裝置，由此所述錨杆能夠樞轉鎖定並且隨後能夠樞轉解鎖。
2.根據權利要求1所述的海洋船用錨，其中，所述錨杆在以下位置處能夠鎖定樞轉並且隨後能夠解鎖樞轉:在所述位置處所述錨杆中的載荷作用點限定出所述錨的最小錨爪角。
3.根據權利要求1或2所述的海洋船用錨，其中，所述能夠遠程操作的鎖定解鎖裝置包括可樞轉的四桿機構。
4.根據權利要求3所述的海洋船用錨，其中，所述四桿機構包括至少一個前細長構件和至少一個後細長構件，所述至少一個前細長構件和至少一個後細長構件通過聯接構件聯接在一起以形成所述錨杆，所述聯接構件包括第一載荷作用點和第二載荷作用點以及用於容納錨索連接構件在其間移動的轉移裝置，每個細長構件在一端具有上附接點並在另一端具有下附接點，並且所述錨爪的至少一部分具有對應的前附接點和後附接點，所述前附接點和後附接點間隔開，用於容納所述細長構件的所述下附接點，所述聯接構件具有對應的前附接點和後附接點，所述前附接點和後附接點間隔開，用於容納所述細長構件的所述上附接點，所述後細長構件和所述聯接構件是剛性的，以使得:當所述錨索連接構件在所述第一載荷作用點處施加以下力時，能夠將所述四桿機構樞轉鎖定，其中所述力沿著在所述錨爪的所述前尖部附近與錨爪相交的平面中所包含的作用線沿遠離所述錨爪的方向作用；並且當隨後在將所述錨索連接構件移動至所述第二載荷作用點後，在所述第二載荷作用點處施加沿著遠離所述錨爪的方向作用的力時，能夠將所述四桿機構樞轉解鎖。
5.根據權利要求4所述的海洋船用錨，其中，所述前細長構件和後細長構件的所述附接點以及所述錨爪的和聯接構件的所述對應的附接點分別構成前上方、前下方、後上方和後下方的樞轉接頭，每個樞轉接頭包括樞轉軸線。
6.根據權利要求4或5所述的海洋船用錨，其中，所述轉移裝置包括通道，所述通道適用於接收所述連接構件，使得所述連接構件能夠通過在所述通道內移動而從一個載荷作用點移位到另一個載荷作用點。
7.根據權利要求6所述的海洋船用錨，其中，所述通道包括槽，所述槽具有前端和後端並且包含設置成平行於所述槽中的平面或曲面的軌跡，其中第一載荷作用點位於所述軌跡上鄰近所述前端處，第二載荷作用點位於所述軌跡上鄰近所述後端處。
8.根據權利要求5至7中任意一項所述的海洋船用錨，其中，所述前上方樞轉接頭的樞轉軸線和所述後上方樞轉接頭的樞轉軸線與所述對稱面相交的交點之間間隔開距離，從而允許所述細長構件和所述剛性聯接構件相對於彼此樞轉，以使所述後上方樞轉接頭的樞轉軸線移動成與以下直線相交:所述直線包含所述前上方樞轉接頭和所述後下方樞轉接頭的樞轉軸線與所述對稱面的交點，由此，當所述連接構件在所述第一載荷作用點處施加以下力時:所述力沿著在所述錨爪的所述前尖部附近與所述錨爪相交的平面中所包含的作用線沿遠離所述錨爪的方向作用，此時所述四桿機構變得被所述剛性後細長構件中產生的壓力和所述剛性聯接構件中產生的壓力鎖定。
9.根據權利要求8所述的海洋船用錨，其中，所述樞轉接頭中具有間隙，所述間隙允許所述後上方樞轉接 頭的樞轉軸線移動經過並稍微越過所述直線以提供所述四桿機構的牢固鎖定，其中所述直線包含所述前上方樞轉接頭和所述後下方樞轉接頭的樞轉軸線與所述對稱面的交點。
10.根據權利要求4至9中任意一項所述的海洋船用錨，所述四桿機構布置成使得通過所述剛性後細長構件與所述前細長構件直接或間接地接觸而阻止所述四桿機構的樞轉。
11.根據權利要求7至10中任意一項所述的海洋船用錨，當所述四桿機構被鎖定時，所述槽的所述軌跡在所述第一載荷作用點處的切線相對於包含所述錨爪的所述前尖部和所述第一載荷作用點的直線形成在60°到95°的範圍內的、向後開口的角。
12.根據權利要求5至11中任意一項所述的海洋船用錨，其中，所述第一載荷作用點位於包含所述前上方樞轉接頭和前下方樞轉接頭的軸線的平面之中或之後。
13.根據權利要求5至12中任意一項所述的海洋船用錨，其中，與所述對稱面成直角的、包含所述錨爪的所述前尖部和所述第一載荷作用點的平面經過所述前上方樞轉接頭的軸線的前方。
14.根據權利要求5至13中任意一項所述的海洋船用錨，其中，所述四桿機構在所述樞轉接頭的軸線之間具有間隔距離，使得當所述連接構件在所述第一載荷作用點和第二載荷作用點分別施加沿遠離所述錨爪的方向作用的力時，所述第一載荷作用點和第二載荷作用點分別具有相對於所述錨爪的第一固定位置和第二固定位置。
15.根據前述權利要求中的任意一項所述的海洋船用錨，其中，所述最小錨爪角在.26°到32。的範圍內。
【文檔編號】B63B21/42GK103917440SQ201280050188
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年9月21日 優先權日:2011年10月12日
【發明者】彼得·布魯斯 申請人:布魯帕特有限公司