PT82900B - Estrutura de apoio e embarcacao flutuante que compreende essa estrutura - Google Patents

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Description

A presente invenção refere-se a uma estrutura de apoio adaptada para suportar rotativamente estruturas pesadas de suporte e transmitir assim cargas extremamente elevadas.
As embarcações de perfuração e de produção destinadas a ser usadas na exploração de jazigos de petróleo ou de gás afastados da costa estão normalmente providas de um aparelho ou torre que ê montado rotativamente no casco da embarcação ou navio por meio de uma estrutura de apoio. A embarcação pode então ser ancorada numa posição desejada por meio de um certo número de cabos de ancoragem que se estendem a partir de guinchos, montados no aparelho ou torre, para dispositivos de ancoragem no fundo do mar. Em virtude de o aparelho ou torre poderem rodar em torno do seu eixo vertical em relação ao casco da embarcação, a torre ou aparelho podem ser mantidos substancialmente fixos, mesmo que a orientação do casco da embarcação ou do navio se desvie devido ã variação das condições do vento e das correntes, desde que as forças de atrito da estrutura de apoio
N.
sejam suficientemente pequenas para permitir a rotação da torre em relação ao casco, impedindo-se assim uma torção indevida dos cabos de ancoragem.
Até ao presente, as estruturas de apoio usadas para a montagem da torre ou do aparelho têm sido apoios deslizantes, que compreendem superfícies de apoio planas ou cilíndricas anulares que cooperam entre si, ou apoios rolantes, que compreende rolos ou rodas montados rotativamente em eixos e rolando sobre uma superfície de rolamento anular. As dimen sões de tais estruturas de apoio são um tanto grandes. Por exemplo, o diâmetro das superfícies de apoio anulares de um apoio de> lizante e a superfície de rolamento de um apoio de rolamento pode ser da ordem dos 20 m, e o diâmetro de cada rolo de um apoio rolante pode ser de cerca de 0,8 m. Uma das superfícies de apoio anulares do apoio deslizante ou a superfície de rolamento de um apoio rolante ê suportada por porções do convés relativamente flexíveis do casco da embarcação ou navio e, quando o casco esta exposto a tensões extremamente variáveis devido às condições variáveis de vento e de corrente, a superfície de apoio suportada pela porção do convés do casco, desviar-se-â muitas vezes substancialmente da sua forma plana ou cilíndrica desejada. Esta d is torção de uma das superfícies de apoio dã origem a graves proble mas, incluindo o aumento das forças de atrito na estrutura de apoio, concentrações de tensões localizadas na estrutura de apoio e na porção do convés de suporte, e um maior desgaste das peças dos apoios, com a necessidade resultante de reparações e substituição de peças.
A fim de eliminar ou reduzir substan cialmente os problemas anteriores, a presente invenção proporcio na uma estrutura de apoio que compreende uma primeira superfície de apoio anular suportada por uma estrutura deformâvel e uma segunda superfície de apoio anular que se encaixa e é suportada pe la referida primeira superfície de apoio, podendo as referidas primeira e segunda superfícies de apoio rodar uma em relação à outra em torno dos seus eixos de rotação, sendo a estrutura segundo a presente invenção caracterizada por a referida superfície de apoio estar dividida em secções e por possuir meios de
controlo de posição para controlar a posição das referidas secções da superfície de apoio, de modo a manter as referidas secções em relação de suporte com a referida segunda superfície de apoio apesar da possível deformação da referida estrutura deformável.
A segunda superfície de apoio pode ser substancialmente cilíndrica ou substancialmente plana, conforme a estrutura de apoio for um apoio axial ou um apoio radial. Os meios de controlo da posição podem ser de qualquer tipo apropriado para controlar a posição das secções da superfície de apoio de modo a manter as referidas secções em relação de suporte com a referida segunda superfície de apoio. Por exemplo, os meios de controlo de posição podem compreender meios elásticos pneumáticos e/ou mecânicos, tais como fortes amortecedores de borracha ou fortes molas helicoidais ou molas análogas feitas de um material elástico, para predispor os blocos de apoio individuais ou elementos que definem as secções da superfície de apoio para se encostarem à segunda superfície de encosto. Tais meios de contro lo de posição podem compensar a distorção ou desvio possíveis da estrutura de suporte, tal como uma porção do convés do casco do navio onde estão montadas as secções da primeira superfície de apoio. Por exemplo, podem usar-se molas de fricção tipo amortece dor produzidas por Ringfeder GmbH, Krefeld, Alemanha Ocidental, para uso nas carruagens de caminho de ferro.
Numa forma de realização preferida da estrutura de apoio segundo a presente invenção, na qual cada uma das secções da superfície de apoio é definida por uma parte da superfície formada num bloco de apoio, os meios de controlo de posição ou de nível compreendem cilindros ou macacos operados por um meio sob pressão que suportam os blocos de apoio. 0 forne cimento do meio sob pressão, de preferência líquido, aos cilindros ou macacos pode então ser controlado por meios de controlo mecânicos, pneumáticos e/ou electrõnicos, de modo a manter todas as secções da primeira superfície de apoio em relação de suporte ou contacto com a segunda superfície de apoio, mesmo quando a es. trutura, por exemplo a porção do convés do casco de um navio no qual os blocos de apoio e os cilindros ou macacos associados es>
tão montados, esteja sujeita a desvios ou deformações. Assim, os meios de controlo podem compreender sensores para detectar o des. vio ou deformação possíveis da estrutura que suporta a referida primeira superfície de apoio e meios para actuar nos referidos cilindros ou macacos operados por um meio sob pressão, de modo a compensar esses desvios ou deformações.
Cada um dos blocos de apoio é de pre ferência montado de maneira a poder bascular livremente em relação ao cilindro ou macaco, operado por um meio sob pressão, de suporte associado. Cada bloco ou elemento de apoio e a secção da: superfície de apoio nele definida podem então adaptar livremente a sua posição por forma a compensar as possíveis irregularidades da segunda superfície de apoio com a qual está em contacto. Assim, numa forma de realização preferida, uma parte da superfície com a forma de segmento esférico, em cada bloco de apoio, estã aplicada a uma parte da superfície complementar no cilindro ou macaco de suporte, de modo que cada secção da superfície de apoie pode ser inclinada em qualquer direcção.
Os cilindros ou macacos operados por um meio sob pressão podem ser controlados de qualquer maneira apropriada de modo a obter um suporte óptimo da carga ou estrutura na qual é formada a segunda superfície de apoio. Assim, pode ser vantajoso controlar o funcionamento dos cilindros ou macacos de modo que tendam a manter a forma substancialmente plana ou ci líndrica original da primeira superfície de apoio formada pelas secções da superfície de apoio. Isso pode, por exemplo, fazer-se controlando a pressão do meio fornecido aos cilindros ou macacos em resposta á distância variável entre as secções respectivas da superfície de apoio e a sua estrutura de suporte, tal como o con vês de um navio ou embarcação, Assim, a pressão do meio ê de pre ferência aumentada em resposta a uma distância diminuída, e vice -versa. A pressão do meio sob pressão fornecido aos cilindros ou macacos pode ser controlada de acordo com uma relação pré-determinada, por exemplo por meio de um dispositivo de controlo electrõnico ou por um computador que recebe os sinais correspondentes às distâncias de sensores posicionados de maneira apropriada. Por exemplo, a pressão pode ser aumentada proporcionalmente à di minuição da distância, e vice versa. Porém, para impedir cargas ou tensões localizadas, os meios de fornecimento do meio sob pres são estão de preferência adaptados para limitar esse aumento da pressão a um valor máximo pré-determinado.
A estrutura de apoio atrás descrita pode ser usada para suportar rotativamente qualquer estrutura ou carga susceptível de rodar sobre uma base ou estrutura de suporte, quando qualquer destas estruturas estiver expostas a forças substancialmente variáveis, tais como as forças do vento ou vibrações. A estrutura rotativa pode, por exemplo, ser uma torre rotativa, plataformas de observação, restaurantes e outras anãlo gas. A estrutura de apoio segundo a presente invenção pode também ser usada para as torrinhas dos canhões em barcos de guerra e torres ou aparelhos noutros tipos de embarcações flutuantes.
Segundo um outro aspecto da presente invenção proporciona-se uma embarcação flutuante que compreende um casco e uma torre ou aparelho montado rotativamente em torno do seu eixo em relação ao mesmo por meio de pelo menos uma estru tura de apoio, compreendendo cada uma das referidas estruturas de apoio uma primeira superfície de apoio anular dividida em sec ções e montada no referido casco, uma segunda superfície de apoie anular definida na torre e encaixada e suportada pela referida superfície de apoio, e meios de controlo para controlar a posição das referidas secções da superfície de apoio de modo a compen sar a possível deformação ou desvio do casco de suporte e manter as referidas secções em relação de suporte com a referida segunda superfície de apoio.
A torre ou aparelho de uma embarcação flutuante está normalmente exposta não só a forças que actuam verticalmente (gravitação e mares encrespados), como também a forças orientadas horizontalmente (vento e mar). Portanto, a tor re ou aparelho é de preferência montado por meio de uma estrutura de apoio axial que tem a sua segunda superfície de apoio plana formada na torre ou armação, bem como uma estrutura de apoio radial com uma segunda superfície de apoio cilíndrica, igualmente formada na torre ou aparelho.
Descreve-se a seguir com mais porme-
nor a presente invenção, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:
A fig. 1, uma vista de topo, com corte parcial, de uma embarcação de produção de petróleo sequndo a presente invenção;
A fig. 2, esquematicamente o princípio de operação da estrutura de apoio segundo a presente invenção;
A fiq. 3, um qrãfico que representa a pressão de um líquido hidráulico fornecido aos cilindros ou macacos de suporte, em função de uma distância variável;
A fig. 4, uma vista de lado e com corte parcial, que mostra partes de uma estrutura de apoio segundo a presente invenção;
A fig. 5, uma vista lateral e uma vista com corte parcial que mostra partes de uma primeira forma de realização de uma estrutura de apoio radial segundo a presente invenção;
A fig. 6, uma vista lateral com corte parcial de uma segun da forma de realização de uma estrutura de apoio radial segundo a presente invenção;
A fig. 7, um diagrama que mostra uma primeira forma de rea lização de um sistema hidráulico para actuar nos cilindros ou ma cacos incluindo nas estruturas de apoio axiais e radiais;
A fig. 8, uma segunda forma de realização do sistema hidrãt lico para actuar os cilindros ou macacos;
A fig. 9, uma vista de lado parcial que mostra um conjunto de cilindro hidráulico para fazer rodar a torre de uma embarcação em torno do seu eixo; e
A fig. 10, um diagrama que mostra um sistema hidráulico pa ra operar o conjunto do cilindro hidráulico representado na fig. 8.
A fig. 1 representa uma embarcação de produção para ser usada na produção de petróleo ou gás no alto mar a partir de um furo no fundo do mar (10) . Uma torre ou apa relho (11), que compreende uma base ou plataforma (12) e uma saia anular de estabilização (13) que se estende para baixo a partir da mesma, está montada num casco (14) da embarcação. Um tubo de retorno (15) estende-se a partir de um furo de produção de pe tróleo no fundo do mar, centralmente pelo interior da torre ou aparelho (12) . Um certo número de guinchos (16) accionados por mo
tores elêctricos (17) estão montados na face superior da plataforma (12). Cada um de vários cabos de ancoragem (18) que se estendem a partir dos guinchos (16) para dispositivos de ancoragem (não representados) colocados no fundo do mar ê passado por uma roldana (19) montada na extremidade inferior da saia (13). Embora na fig. 1 apenas estejam representados dois cabos de ancoragem, são normalmente usados seis ou sete.
A torre ou aparelho (11) são montados rotativamente em relação ao casco (14) por meio de uma estru tura de apoio axial (20), uma estrutura de apoio radial (21) e um apoio de emergência (22), que compreende elementos amortecedo res elásticos (22a) (por exemplo feitos de borracha) montados na parede exterior da saia (13), e elementos anulares (22b) (por exemplo feitos de aço, montados numa parede ciclíndrica do casco (14) adjacente, que define uma abertura cilíndrica que se estende verticalmente através do casco.
A estrutura de apoio axial (20) compreende uma superfície de apoio anular (24) definida em flanges (25) (ver a fig. 4) na face inferior da plataforma (12), como se vê melhor na fig. 1. A superfície de apoio (24) ê substancialmen te plana e os flanges (25) que de preferência são feitos de aço inoxidável, são dimensionados e suportados de modo que a superfí cie (24) se mantêm substancialmente plana durante a utilização da embarcação. Um certo numero de blocos de apoio (26) dispostos anularmente, cada um dos quais tem uma secção superficial de apoio substancialmente plana (27) nele definida, formam em conjun to uma superfície de apoio anular que está aplicada de maneira deslizante ã superfície de apoio (24) no flange (25) . Cada um dos blocos de apoio (26) está montado numa base de suporte (28) que, por sua vez, está montada na extremidade superior de uma haste de êmbolo ou elemento de êmbolo (29) de um cilindro ou macaco (30) por meio de parafusos (31) ou de elementos de fixação análo gos. O cilindro ê de preferência um cilindro hidráulico, mas pode ser pneumático, ou o cilindro pode conter uma mola de compres, são mecânica que solicita a haste do êmbolo (29) para fora do ci lindro. Os blocos de apoio (26) são feitos de um material de chu maceira apropriado, por exemplo o que ê comercializado por GLA7
CIER GmbH DEVA-WERKE, D-3570 Stadtallendorf 1, Alemanha Ocidental, com a designação comercial DEVA METAL (Liga CuSnPb B8413/8 P-l). A superfície inferior de cada bloco de apoio (26) pode receber a configuração de segmento esférico, que é recebido numa cavidade côncava (32) com uma configuração complementar, formada na extremidade superior do elemento da base de suporte (28) , e na extremidade superior de uma manga de vedação flexível (33) que envolve a extremidade superior da base (28) e está fixada na mes ma por meio de parafusos (34) ou elementos de fixação análogos, está em contacto estanque com a superfície de apoio (24) nos fiar ges (25). Devido á forma esférica da cavidade (32) no elemento de base de suporte (28) na qual ê recebido o bloco de apoio (26), o bloco de apoio pode adaptar livremente a sua posição às irregu laridades possíveis da superfície de apoio (24). Um lubrificador automático (35) que contém massa lubrificante sob pressão (por exemplo por meio de uma mola ou de ar comprimido) está montado na base de suporte (28) e comunica com a cavidade (32) através de furos (36) formados na base de suporte (28). Assim, a massa lubrificante proveniente do lubrificador (35) podem lubrificar não sô as superfícies de encosto da cavidade (32) e o bloco de apoio (26), como também a superfície de encosto anular (24) e as secções da superfície de apoio (27) que com ele colaboram. A pressão que suporta a torre transmitida pelos blocos de apoio (26) pc de ser controlada individualmente controlando a pressão do meio comprimido fornecido aos cilindros ou macacos associados (30) , cc mo adiante se descreve com mais pormenor.
A estrutura de apoio radial (21) com preende uma superfície de apoio cilíndrica anular (37) formada na base ou plataforma (12) da torre, e um certo número de conjun tos (38) actuados por um fluido comprimido, montados no casco (14) por meio de uma estrutura de suporte anular (39).
A fig. 5 mostra uma forma de realiza ção do conjunto (38), que compreende um bloco de apoio (40) provido de uma camada de metal de chumaceiras (41) que define na mes ma uma secção de superfície de apoio (42) parcialmente cilíndrica, que é complementar da superfície de apoio (37) formada na ba se (12) da torre e está aplicada em contacto com a mesma. A pare «SL
de que define a superfície de apoio anular (37) pode ser feita de aço inoxidável e a camada (41) de metal de chumaceiras pode ser feita do DEVA METAL atrás referido. 0 bloco de apoio (40) ê envolvido por uma manga de vedação flexível (43) , que corresponde ã manga de vedação representada na fig. 4, e que está fixada por meio de parafusos (44) ou outros dispositivos de fixação apropriados. Hastes de êmbolos ou elementos de êmbolos (45) de um par de cilindros ou macacos (46) estão ligados de maneira articu lada a um par de patilhas ou orelhas (47) no bloco de apoio (40) por meio de eixos de articulação (48). Os cilindros (46) são de preferência hidráulicos, mas em alternativa podem ser actuados pneumaticamente ou mecanicamente por molas, como atrás se descre veu em ligação com os cilindros (30). Dois lubrificantes automáticos (35) contendo massa lubrificante sob pressão, por exemplo por meio de molas ou de ar comprimido, comunicam com furos (49), que se estendem transversalmente através do bloco (40) e abrem-se no interior da secção da superfície de apoio (32) para lubri ficar automaticamente as superfícies de apoio correspondentes.
Os conjuntos (38) actuados por um fluido comprimido são colocados uniformemente espaçados em torno da superfície de apoio anular (37) numa disposição anular com os eixos longitudinais dos cilindros (46) estendendo-se substancial mente horizontal e transversalmente em relação ao eixo substanci almente vertical das superfícies de apoio cilíndricas (37) e ({42) A pressão transmitida entre a secção da superfície de apoio (42) e a superfície de apoio anular (37) pode ser controlada controlando a pressão do meio comprimido fornecido aos cilindros ou ma cacos (46) associados, como se descreve com mais pormenor mais adiante.
A fig. 6 ilustra uma forma de realização modificada do conjunto (38) representado na figura 5, tendo sido dadas as mesmas referências numéricas às peças semelhantes nas fig. 5 e 6. Na fig. 6, os blocos de apoio são do mesmo tipo dos blocos (26) descritos em ligação com a fig. 4. Cada um destes blocos de apoio ê recebido, por forma a poder bascular, num elemento de base de suporte (50) , no qual são formadas as ore lhas ou patilhas (47) , sendo cada orelha (47) recebida num ele mento de ligação (52) e nele ligada de maneira articulada, sendo o elemento de ligação montado na haste de êmbolo ou elemento de êmbolo (45) associado. Os vários conjuntos (38) actuados por um fluido comprimido abrangidos pela estrutura de apoio radial (21) são agrupados aos pares, e a base de suporte (50) de cada par es. tá interligada por meio de um elemento de ligação (53) , com as suas extremidades opostas ligadas de maneira articulada ã base de suporte adjacente (50) a (54). Elementos elásticos (55) estão colocados no interior das bases de suporte (5Q) de maneira a solicitar as secções de superfície esférica dos blocos de apoio a encostar-se ãs superfícies complementares formadas nas bases (50)
A estrutura da torre ou aparelho (11) ê relativamente rígida, o que significa que a superfície de apoie anular (24) se manterá relativamente plana e que a superfície de apoio anular (37) se manterá substancialmente cilíndrica, mesmo quando a embarcação está exposta a condições atmosféricas extremas. Porém, o casco (14) da embarcação, que pode estar sujeito a forças um tanto intensas, é mais flexível e isso significa que a superfície de apoio anular definida pelas secções de apoio (27) não se manterá plana e que a superfície de apoio anular definida pelas secções da superfície de apoio (42) não se manterão cilíndricas, se estas secções de superfície de apoio forem montadas rigidamente no casco (14) da embarcação. Porém, como atrás se in dicou, os cilindros ou macacos hidráulicos (30) e (46) atrás des critos podem compensar a flexão e a distorção do casco (14) de modo que as secções da superfície (27) e (42) são ajustadas de modo a definir um plano e uma superfície cilíndrica, respectivamente.
funcionamento da estrutura de apoio (20) está ilustrado esquematicamente nas fig. 2 e 3. Parte-se da hipótese de que a distância nominal desejada entre a superfície de apoio anular (24) e a base dos cilindros ou macacos (30) que estão montados no convés superior do casco (14) é (L). Devido ao desvio ou distorção da estrutura do convés ou do casco, esta dis tância variará substancialmente para o numero relativamente elevado de cilindros ou macacos (30) usados na estrutura de apoio (20). A fig. 2 mostra três cilindros (30a), (30b) e (30c), para os quais as distâncias são, respectivamente, L, L-5 e L-8. Cada um dos três cilindros (306) pode ser operado de modo a funcionar como uma mola de regime variável com uma característica não linear com uma forma desejada. A fig. 3 representa um exemplo de uma tal característica. A partir da fig. 3 vê-se que o meio comprimido será fornecido aos vários cilindros ou macacos (30) a ume pressão que varia em resposta ã distância entre a superfície de apoio (24) e o convés do casco (14) no respectivo cilindro. Assim, a pressão do meio comprimido fornecido aos cilindros ou macacos (30a), (30b) e (30c), representados na fig. 2, ê controlada de modo a obter uma força total no êmbolo de 10 x 10 Kg, 8,7
3 x 10 Kg e 11,7 x 10 Kg, respectivamente. Devido ao facto de as forças dos cilindros ou macacos aumentar quando diminui a distân cia ou comprimento, os cilindros ou macacos tendem a neutralizar a deflexão ou distorção do casco. Todavia, a fim de evitar tensões locais excessivas na estrutura de suporte, a força, que pode ser exercida pelos cilindros ou macacos (30) ê de preferência limitada a um valor máximo prê-determinado, de modo que a carac? terística de mola de cada um dos cilindros ou macacos será acha tada com esse valor máximo, como se mostra na fig. 3.
A fig. 7 ilustra esquematicamente um sistema de controlo hidráulico, que pode ser usado para controlar o funcionamento de um cilindro único ou um grupo de cilindros ou macacos incluidos em cada uma das estruturas de apoio axial e radial (20) e (21), respectivamente. 0 sistema de controlo repre sentado na fig. 7 compreende uma bomba hidráulica (51) (de prefe rência uma bomba de volume fixo) com um tubo de aspiração (52) que comunica com um reservatório (53) do meio hidráulico, e com um tubo de pressão (54), que inclui um filtro (55), ligado a uma válvula electromagnêtica (56). O cilindro ou macaco (30,46), que é de dupla acção, tem duas câmaras do cilindro (57) e (58). Estas câmaras estão ligadas ã válvula (56) por meio de tubos de ljL gação (59) e (60), respectivamente. A válvula (56) está também ligada ao reservatório (53) por meio de um tubo de retorno (61). Uma válvula de descarga da pressão (76) garante que a pressão no tubo (54) não excede um valor máximo pre-determinado, e a saida da válvula (76) está em comunicação com o reservatório (53) atra ηπκι
vês de um tubo de retorno (77) que inclui um filtro (78).
A distância entre a superfície de apoio anular (24,37) e a superfície na qual estão montados o cilindro ou o macaco (30,46) ê explorada por meio de um dispositivo sensor de distância apropriado (62) , tal como um transdutor de distâncias, e o funcionamento da válvula (56) ê controlada por meio de um dispositivo de controlo electrõnico (63) em resposta aos sinais de distância ou posição recebidos do sensor (62). Se a pressão de suporte exercida pelo cilindro ou macaco (30,46) deve ser aumentada, os tubos (54) e (59) , bem como os tubos (60) e (61), são interligados de modo que a câmara (57) ê ligada ã bomba (51) e a câmara (58) é ligada ao reservatório (53). Mas, se a pressão exercida pelo cilindro ou macaco (30,46) deve ser diminuida porque o sensor (62) detecta uma distância crescente, a válvula (56) é operada de modo a interligar o tubo de pressão (54) e o tubo (60) , bem como o tubo (59) e o tubo de retorno (61).
O dispositivo de controlo electrõnico (63) ê um amplificador não linear de três andares, que compre ende um primeiro andar ou andar de entrada que inclui um primeiro amplificador operacional (64) , ligado num modo inversor de ga nho elevado, um segundo andar constituído por um segundo amplifi. cador operacional (65) , ligado num modo inversor de ganho variável e um terceiro andar ou andar de saida, que ê constituído por um terceiro amplificador operacional (66) juntamente com um par de transístores totalmente complementares de saida. O par de trar sistores totalmente complementares de saida ê constituído por um transístor de saida PNP (67) e um transístor de saida NPN (68). A bobina ou bobinas da válvula electromagnêtica (56) estâ (estão) ligada (ligadas) no ramo de retroacção do terceiro andar ou andar de saida constituído pelo terceiro amplificador operacional (66) e os transistores de saida (67) e (68) através dos terminais (69) e (70). O primeiro andar ou andar de entrada do amplificador não linear de três andares inclui ainda um elemento não linear ou um díodo (72) e um potenciómetro (73) , que estâ ligado entre as barras de alimentação positiva e negativa, que fornecem energia também aos amplificadores (64) a (66) e aos transistores de saida (67) e (68). O díodo (72) e o potenciómetro (73) serve para definir o ponto de não linearidade e a caracteristica não linear da caracteristica de mola da curva representada na fig.
3. 0 díodo (72) , que está ligado em paralelo na saida do primeiro amplificador operacional (64) para a massa, serve para limitar a tensão de saida positiva, fornecida pela saida do primeiro amplificador operacional (64) , a um valor inferior à tensão directa de alimentação do díodo (72). Desde que a saida do primeiro amplificador operacional (64) exceda a tensão de alimentação directa do díodo (72), isto ê, exceda uma tensão de 0,6 a 0,7 V, o díodo (72) curtocircuita parte da tensão fornecida a partir da saida do primeiro amplificador operacional (64) para a terra. O potenciõmetro (73) define a origem da curva representada na fig. 3, pois uma tensão dentro da faixa das tensões das barras de ali mentação positiva e negativa ê sobreposta ã tensão fornecida pela saida do primeiro amplificador operacional (64) e limitada pe lo elemento não linear (72) para o segundo amplificador operacio nal (65). O ganho do segundo amplificador operacional (65) e, por conseguinte, a amplitude da caracteristica não linear são defini dos por um potenciõmetro (74) , que estã ligado no ramo de retroacção do segundo amplificador operacional (65). O sinal de distância ou de posição gerado pelo sensor (62) é aplicado à entrada do dispositivo de controlo electrõnico (63) , através de um te? minai de entrada (75) , e a saida do primeiro andar do amplificador não linear de três andares e a entrada do segundo andar do amplificador não linear de três andares estã ligada a um terminal (71). O terminal (71) serve para fins de serviço ou manutenção e torna possível afinar o primeiro andar para fornecer uma tensão pré-determinada ao terminal de entrada (75) e seguir a ca racteristica não linear do primeiro andar e, se necessário, aju£ tar o potenciõmetro (73) , e ainda ajustar o ganho global do amplificador não linear de três andares, fornecer uma tensão de en trada prê-determinada ao terminal (71) e observar o ganho total dos segundos e terceiro andares do amplificador não linear de três andares no terminal de saida (69) e, se necessário, ajustar o ganho do segundo andar por meio do potenciõmetro (74).
A fig. 8 representa uma forma de rea lização modificada de um sistema de controlo hidráulico e elec-
trónico para controlar o funcionamento dos cilindros ou macacos (30) ou (46) nas estruturas de apoio axial e radial (20) e (21) atras descritas. As partes que na fig. 8 correspondem a partes representadas na fig. 7 tem números de referência semelhantes. Os cilindros ou macacos (30) ou (46) incluidos em cada estrutura de apoio estão divididos num certo numero de grupos e cada grupo está ligado ã mesma bomba hidráulica (51) e na fig. 8 estão representados dois grupos de cilindros e os seus sistemas de controlo hidráulico associados. O tubo de pressão (54) inclui uma válvula de controlo da pressão (80), que está adaptada para se fechar automaticamente no caso de falha da alimentação de energia ao sistema de controlo. Nesse caso, os cilindros ou macacos (30,46) são imobilizados nas suas posições actuais. Cada um dos ramos dos tubos de ligação (59) e (60) inclui válvulas de fecho (81) que podem ser operadas manualmente, por meio das quais pode ser separado do sistema um grupo escolhido de cilindros ou macacos (30,46), e drenado líquido através das válvulas de drenagem (82) , para assim permitir a substituição e/ou a reparação das pe ças do cilindro ou macaco respectivos. Cada um dos ramos do tubo de ligação (59) contém ainda um dispositivo (83) de prevenção da cavitação, que está adaptado para compensar quedas de pressão bruscas nas câmaras dos cilindros (57) provocadas por um movimen to brusco do êmbolo do cilindro. Cada ramo do tubo de ligação (59) pode também conter uma válvula de segurança (84) para garan tir que a pressão no interior das câmaras dos cilindros (57) não excede um valor máximo pré-determinado.
No sistema representado na figura 8, a válvula de controlo da pressão (80) controla a pressão forneci da aos cilindros ou macacos (30,46) do grupo, e o funcionamento das válvulas (80) ê controlado pelo dispositivo de controlo elec trónico (63), em resposta a sinais recebidos dos dispositivos ser sores (62). Assim, no sistema representado na fig. 8, as válvulas (56) não são usadas para controlar a pressão fornecida ãs ca maras dos cilindros. Mas as válvulas (56) podem ser usadas para alterar as ligações dos tubos de modo que as câmaras (58) do cilindro sejam ligadas ao tubo de pressão (54), enquanto que as câ maras do cilindro (57) são ligadas ao tubo de retorno (51). No
sistema representado na fig. 8, as válvulas (56) podem ser elimi nadas, se se desejar. Por outro lado, o sistema hidráulico repre sentado na fig. 8 funciona substancialmente da mesma maneira que o representado na fig. 7, controlado pelo dispositivo de controlo electrônico (63) , que pode, por exemplo, ser um computador, que pode ser também usado para controlar o funcionamento de outros aparelhos e dispositivos na embarcação.
A torre ou aparelho (11) podem ser rodados em relação ao casco (14) por meio de conjuntos de cilindros hidráulicos (85) , cada um deles constituido por dois cilindros, incluindo um cilindro de accionamento (86) e um cilindro elevador (87) . As hastes dos êmbolos dos cilindros de accionamen to e de elevação em cada conjunto (85) estão ligados de maneira articulada a uma lingueta comum ou elemento de accionamento comum (88), enquanto que as outras extremidades dos cilindros (86) e (87) estão ligados de maneira articulada em elementos de monta gem (89) e (90) , respectivamente, que estão fixados no convés (14). As linguetas (88) dos conjuntos de cilindros (85) estão adaptados para se aplicar num elemento com dentes de escape (91) formado na torre ou aparelho (11), por forma a fazer o seu accio namento, e o funcionamento dos conjuntos de cilindros (85) é con trolado por um sistema de controlo hidráulico e electrônico, representado esquematicamente na fig. 10. A fig. 9 representa dois conjuntos de cilindros (85) e estes conjuntos estão adaptados pa ra rodar a torre ou aparelho (11) em sentidos opostos. Um certo número, por exemplo quatro, de tais pares de conjuntos é previsto, e o cilindro elevador (87) em cada conjunto ê usado para mover o elemento de accionamento ou lingueta (88) aplicando-o e re tirando-o dos dentes do elemento (91), enquanto que o cilindro de accionamento (86) é utilizado para accionar a torre ou armação (11) no sentido desejado, quando o elemento de accionamento (88) estiver engatado nos dentes do elemento (91). Isso significa que todos os elementos de accionamento (88) associados com cor juntos para accionar a torre ou aparelho (11) num sentido são mantidos desengatados do elemento (91) quando os restantes conjuntos estão a rodar a torre ou aparelho no sentido oposto, e vi ce versa.
|60^00|
A fig. 10 representa um dispositivo de controlo hidráulico e electrõnico para operar o grupo de conjuntos (85) de cilindros adaptado para accionar a torre ou apare lho (11) numa mesma direcção. 0 sistema hidráulico representado na fig. 10 compreende uma bomba de pressão constante (92) , com um tubo de aspiração (93) que comunica com um reservatório (94) do meio hidráulico. Um tubo de pressão (95) da bomba está ligado a uma válvula electromagnêtica (96) do mesmo tipo que a válvula (56) representada na fig. 7. Uma válvula de descarga de pressão (107), correspondente ãs válvulas (76) das fig. 7 e 8 controla um tubo de retorno (108), que inclui um filtro (109) e está liga do ao tubo de pressão (95). Tubos de ligação (97) e (98) ligam a válvula (96) ãs Câmaras do cilindro de dupla acção (86) , e estes tubos estão também ligados ãs câmaras do cilindro elevador (87) de dupla acção, através dos tubos (99) e (100), cada um dos quais uma válvula redutora de pressão (101), para reduzir a pres meio hidráulico fornecido âs câmaras do cilindro elevador uma pequena fracção da pressão do meio fornecido ao cilin accionamento (96). Devido ao facto de a válvula (96) pocontém são do (87) a dro de der fazer com que o cilindro de accionamento (86) rode a torre ou aparelho (11), quer puxando-os, quer empurrando-os, os tubos (99) e (100) passam por uma válvula (102) destinada a mudar as ligações dos tubos (99) e (100) de modo a modificar o funcionamento do cilindro (88) de maneira correspondente, quando se modi fica o funcionamento do cilindro de accionamento (86). 0 funcionamento das válvulas (96) e (102) e, por consequência, dos conjuntos (85) de cilindros, pode ser controlado por um sistema de controlo electrõnico ou computador (103), que de preferência ê o mesmo computador ou dispositivo de controlo electrõnico designado por (63) na fig. 8, e que recebe sinais dos sensores do passeio dos cilindros (104) e (105) e de um sensor de posição da tor re (106). Os sensores (104) e (105) dem, por exemplo, ser interruptores posições terminais dos passeios dos cilindros. A torre pode ser bloqueada contra o movimento de rotação estabelecendo a pressão total em todos os cilindros, ou elementos de accionamento do passeio dos cilindros pode indução para detectar as de modo a colocar todas as linguetas (88) encaixados nos dentes do ele16
mento (91)t depois do que podem desligar-se todos os tubos de for necimento de pressão às câmaras dos cilindros sob pressão. Uma certa deriva de rotação possível da torre ou aparelho devida a fugas em alguns cilindros pode ser detectada por meio de transdu tores lineares colocados em alguns dos cilindros. 0 sensor (106) da posição da torre detecta a posição mútua da torre em relação ao casco da embarcação.
EXEMPLO
Uma torre ou aparelho (11), com um peso de cerca de 3 000 toneladas ê suportada por uma estrutura de apoio axial do tipo representado na fig. 4 e com um diâmetro de 1 540 cm, e por uma estrutura de apoio radial do tipo representado na fig. 6 e com um diâmetro de 1 720 cm. Cada uma das es truturas de apoio inclui 180 blocos de apoio (26) ou (40) , supor tados por igual número de cilindros ou macacos, e estes cilindros são controlados por meio de um dispositivo de controlo electrõni co e hidráulico como o representado na fig. 8 e a pressão do meio hidráulico fornecido aos cilindros ou macacos em cada grupo é controlada segundo uma característica de mola” como a representada na fig. 3.

Claims (1)

  1. R E I V IN D I CAÇOES
    Estrutura de apoio que compreende uma primeira superfície de apoio anular (27,42) suportada por ume. estrutura deformãvel (14), e uma segunda superfície de apoio anu lar (24,37) que se aplica e é suportada pela referida primeira superfície de apoio, podendo as referidas superfícies de apoio rodar uma em relação ã outra em torno de um eixo de rotação, caracterízada por a referida primeira superfície de apoio estar di vidida em secções (27,42) e possuir meios de controlo da posição (30,38) para controlar a posição das referidas secções da superfície de apoio (27,42) de modo a manter as referidas secções em relação de suporte com a referida segunda superfície de apoio (24,37) apesar da deformação possível da referida estrutura deformãvel.
    Estrutura de apoio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida segunda superfície de apoio (24,37) ser substancialmente cilíndrica.
    Estrutura de apoio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida segunda superfície de apoio ser substancialmente plana.
    Estrutura de apoio de acordo com quaí quer das reivindicações 1 a 3, caracterizada por cada uma das secções da superfície de apoio (27,42) ser definida por uma parte da superfície formada num bloco de apoio (26,40).
    Estrutura de apoio de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por os referidos meios de controlo de posição compreenderem cilindros ou macacos (30,46) operados por um meio sob pressão e que suportam os blocos de apoio (26,40).
    - 6- Estrutura de apoio de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por os cilindros actuados pelo meio sob pressão (30,46) serem cilindros hidráulicos.
    - 1- Estrutura de apoio de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por os cilindros (30,46) actuados por um meio sob pressão serem cilindros pneumáticos.
    - 8â 19
    Estrutura de apoio de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por os referidos meios de controlo incluírem meios elásticos mecânicos (30,46) interpostos entre os blocos de apoio (26,40) e a referida estrutura deformãvel (14
    Estrutura de apoio de acordo com quaj quer das reivindicações 5 a 8, caracterizada por os referidos meios de controlo incluírem sensores (62) para detectar a deflexão ou distorção possíveis da estrutura de suporte (14), e meios (63) para actuar os referidos cilindros ou macacos (30,46) accio nados por um meio sob pressão de modo a compensar as referidas deflexão ou distorção.
    π a
    - lo- -
    Estrutura de apoio de acordo com qual quer das reivindicações 4 a 9, caracterizada por cada um dos referidos blocos de apoio (26,40) poder bascular livremente em relação à estrutura de suporte (14).
    - 11a -
    Estrutura de apoio de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por uma parte da superfície com a configuração de um segmento esférico em cada bloco de apoio • (26) ser colocada em contacto com uma parte da superfície (32)
    4 ξ complementar no cilindro ou macaco (30) accionados por um meio sob pressão.
    Estrutura de apoio de acordo com qual quer das reivindicações 9 a 11, caracterizada por os referidos meios de actuação (63) estarem adaptados para fornecer o meio sofc pressão aos cilindros ou macacos (30,46) accionados por um meio sob pressão, a uma pressão que aumenta em resposta à diminuição da distância entre as secções de superfície de apoio (27,42) res pectivas e a sua estrutura de suporte (14), e vice versa.
    - 13- Estrutura de apoio de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por os referidos meios (63) de fornecimento do meio sob pressão estarem adaptados para limitar a referida pressão a um valor máximo pré-determinado.
    Embarcação flutuante que possui um casco (14) e uma torre ou aparelho (11) montados rotativamente em torno do seu eixo em relação à mesma por meio de pelo menos uma estrutura de apoio, compreendendo cada uma das referidas estruturas de apoio uma primeira superfície de apoio anular (27,42) definida no referido casco (14), e uma segunda superfície de apoio anular (24,37), definida na torre e que se aplica e é supor . tada pela referida primeira superfície de apoio citada, caracte* rizada por a referida primeira superfície de apoio estar dividi
    21 da em secções (27,42) e ter meios de controlo (30,38) para controlar a posição das referidas secções da superfície de apoio (27,42) de modo a compensar a deflexão ou distorção possíveis do casco de suporte (14) e manter as referidas secções (27,42) encostadas em condições de suporte da referida segunda superfície de apoio (24,37).
    Embarcação de acordo com a reivindicação 14, caracterizada por a referida torre (11) estar montada por meio de estruturas de apoio axial e radial (20,21) que possu em segundas superfícies de apoio (24,37) planas ou ciclíndricas, respectivamente, formadas na torre ou aparelho (11).
    Embarcação de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizada por cada uma das secções da superfície de apoio (27,42) ser definida por uma parte da superfície formada num bloco de apoio (26,40), compreendendo os referidos meios de controlo cilindros ou macacos operados por um meio sob pressão (30,46), montados no referido casco (14) e suportando os referidos blocos de apoio.
    - 17- Embarcação de acordo com a reivindicação 16, caracterizada por os referidos meios de controlo compreenderem sensores (62) para detectar a deflexão ou distorção possíveis das partes de suporte do casco (14) e meios (63) para actuar os referidos cilindros ou macacos (30,46) actuados por um meio sob pressão, de modo a compensar as referidas deflexão ou distorção.
    - 18- Embarcação de acordo com a reivindicação 17, caracterizada por cada um dos blocos de apoio referidos (26,40) poder bascular livremente em relação ao cilindro ou macaco (30,46) actuados por um meio sob pressão associado.
    - 19- Embarcação de acordo com as reivindi cações 17 ou 18, caracterizada por os referidos meios de actuação compreenderem meios (63) para fornecer o meio sob pressão aos cilindros ou macacos (30,46) accionados pelo meio sob pressão a uma pressão que aumenta em resposta à diminuição da distância en tre as secções da superfície de apoio (27,42) respectivas e as suas partes de suporte no casco, e vice versa.
    - 20- Embarcação de acordo com a reivindicação 19, caracterizada por os referidos meios de fornecimento do meio sob pressão estarem adaptados para limitar o aumento da pressão a um valor máximo pré-determinado.
    - 21- 23
    - 21- Embarcação de acordo com qualquer das reivindicações 14 a 20, caracterizada por a torre (11) incluir guinchos (16) para cabos de ancoragem (18) para ancorar a embarcação no fundo do mar.
    A requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi depositado na Dinamarca em 3 de Julho de 1985, sob o n9 3042/85.
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