改进的海洋船用锚的制作方法
【专利摘要】描述了一种海洋船用锚，其具有锚爪，锚杆可转动地附接至锚爪，其中锚杆能够相对于锚爪被远程地锁定枢转及随后远程地解锁枢转。
【专利说明】改进的海洋船用锚
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种船用锚，特别是一种拖曳嵌入式海洋船用锚，例如应用于半潜式钻井平台的锚，其最初由锚索水平拉动以实现穿透锚泊床的表面。
【背景技术】
[0002]通常，船用锚包括附接至平面锚爪上的细长锚杆，锚爪具有锋利的前缘，前缘中有前尖部，用于当通过锚索一锚索在锚杆上远离锚爪的附接点处固定于锚上一将锚在锚泊床的表面上水平拉动时，促进锚爪与锚泊床泥土的穿入接合。该附接点位于从锚爪的后缘延伸的假想直线上，该假想直线与锚爪的平面形成向前开口的呈锐角的锚爪角。该锚爪角通常为大约30°以有利于穿入硬质黏土或砂土中，或者为大约50°以有利于插入软质粘土或淤泥质软土中。该附接点也位于从锚爪前尖部延伸的假想直线上，该假想直线与锚爪的平面形成向前开口的呈锐角的尖部角。该尖部角通常在60°至70°的范围内，以促进锚爪尖部在坚实或硬质黏土的锚泊床土壤中的可靠接合。对于期望在坚实或硬质的黏土中工作的锚，该后一项要求会约束所述附接点相对于锚爪的位置。
[0003]大多数的海洋船用锚在使用前需要对锚爪角作适当调整以适应软质或坚实的锚泊床土壤。因此，锚必须被拉起到操锚船(anchor handling vessel)的甲板上以使得能够实施该操作。这样在等待安置锚时必需付出在海上的时间，以及相应地，由海洋资源的范围决定的、可能相当大的惩罚成本。
[0004]专利号为EP-0802111的欧洲专利公开了一种包括调节机构的锚，其中锚爪角的调节可以在锚安置在锚泊床土壤中之后，通过与锚索平行地附接至锚上的辅助拉索进行远程控制。该锚的缺点包括:由于土壤阻力在辅助拉索中产生拉力而使得该调节机构过早地操作；不能远程逆向操作该调节机构；需要在锚的各次使用之间将锚收到甲板上以更换调节机构中的自断销；锚不能维持与包括坚实或硬质黏土的锚泊床表面可靠接合所需的适当尖部角。
【发明内容】
[0005]本发明的目的包括但不限于提供以下锚:其在安置到锚泊床土壤中之后能够远程地调节锚爪角，并且避免了上述缺点。
[0006]以下:术语“轴线”应解释为无限长；术语“载荷作用点”应解释为锚索连接构件(例如，钩环销)的轴线与锚对称面的交点；以及，在附接点包括枢转接头的情况下，术语“附接点”应解释为位于枢转接头中心的枢转轴线上的点。
[0007]根据本发明，船用锚包括对称面并且包括锚爪和锚杆，所述锚爪和锚杆可枢转地连接在一起，所述锚爪包括后缘并在所述锚的向前方向上延伸到前尖部，其特征在于，所述锚设置有能够远程操作的锁定解锁装置，由此所述锚杆能够枢转锁定并且随后能够枢转解锁。
[0008]优选地，所述锚杆在以下位置处能够锁定枢转并且随后能够解锁枢转:在所述位置处所述锚杆中的载荷作用点限定出所述锚的最小锚爪角。
[0009]优选地，所述能够远程操作的锁定解锁装置包括可枢转的四杆机构。
[0010]优选地，所述四杆机构包括至少一个前细长构件和至少一个后细长构件，所述至少一个前细长构件和至少一个后细长构件通过联接构件联接在一起以形成所述锚杆，所述联接构件包括第一载荷作用点和第二载荷作用点以及用于容纳锚索连接构件在其间移动的转移装置，每个细长构件在一端具有上附接点并在另一端具有下附接点，并且所述锚爪的至少一部分具有对应的前附接点和后附接点，所述前附接点和后附接点间隔开，用于容纳所述细长构件的所述下附接点，所述联接构件具有对应的前附接点和后附接点，所述前附接点和后附接点间隔开，用于容纳所述细长构件的所述上附接点，所述后细长构件和所述联接构件是刚性的，以使得:当所述锚索连接构件在所述第一载荷作用点处施加以下力时，能够将所述四杆机构枢转锁定，其中所述力沿着在所述锚爪的所述前尖部附近与锚爪相交的平面中所包含的作用线沿远离所述锚爪的方向作用；并且随后在将所述锚索连接构件移动至所述第二载荷作用点后，当在所述第二载荷作用点处施加沿着远离所述锚爪的方向作用的力时，能够将所述四杆机构枢转解锁。
[0011]优选地，所述前细长构件和后细长构件的所述附接点以及所述锚爪的和联接构件的所述对应的附接点分别构成前上方、前下方、后上方和后下方的枢转接头，每个枢转接头包括枢转轴线。
[0012]优选地，所述转移装置包括通道，所述通道适用于接收所述连接构件，使得所述连接构件能够通过在所述通道内移动而从一个载荷作用点移位到另一个载荷作用点。
[0013]优选地，所述通道包括槽，所述槽具有前端和后端并且包含设置成平行于所述槽中的平面或曲面的轨迹，第一载荷作用点位于所述轨迹上邻近所述前端处，第二载荷作用点位于所述轨迹上邻近所述后端处。
[0014]优选地，所述前上方枢转接头的枢转轴线和所述后上方枢转接头的枢转轴线相交的交点之间间隔开距离，从而允许所述细长构件和所述刚性联接构件相对于彼此枢转，以使所述后上方枢转接头的枢转轴线移动成与以下直线相交:所述直线包含所述前上方枢转接头和所述后下方枢转接头的枢转轴线与所述对称面的交点，由此，当所述连接构件在所述第一载荷作用点处施加以下力时:所述力沿着在所述锚爪的所述前尖部附近与所述锚爪相交的平面中所包含的作用线沿远离所述锚爪的方向作用，此时所述四杆机构变得被所述后刚性细长构件中产生的压力和所述刚性联接构件中产生的压力锁定。
[0015]优选地，所述枢转接头中具有间隙，所述间隙允许所述后上方枢转接头的枢转轴线移动经过并稍微越过所述直线以提供所述四杆机构的牢固锁定，其中所述直线包含所述前上方枢转接头和所述后下方枢转接头的枢转轴线与所述对称面的交点。
[0016]优选地，所述四杆机构布置成使得通过所述刚性后细长构件与所述前细长构件直接或间接地接触而阻止所述四杆机构的枢转。
[0017]优选地，当所述四杆机构被锁定时，所述槽的所述轨迹在所述第一载荷作用点处的切线相对于包含所述锚爪的所述前尖部和所述第一载荷作用点的直线形成在60°到95°的范围内的、向后开口的角。
[0018]优选地，所述第一载荷作用点位于包含所述前上方枢转接头和前下方枢转接头的轴线的平面之中或之后。[0019]优选地，与所述对称面成直角的、包含所述锚爪的所述前尖部和所述第一载荷作用点的平面经过所述前上方枢转接头的轴线的前方。
[0020]优选地，所述四杆机构在所述枢转接头的轴线之间具有间隔距离，使得当所述连接构件在所述第一载荷作用点和第二载荷作用点分别施加沿远离所述锚爪的方向作用的力时，所述第一载荷作用点和第二载荷作用点分别具有相对于所述锚爪的第一固定位置和
第二固定位置。
[0021]优选地，所述锚的所述最小锚爪角在26°到32°的范围内。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]本发明的实施方式将根据附图通过示例进行详细说明。
[0023]图1示出了根据本发明的船用锚的侧视图。
[0024]图2示出了图1的锚的斜视图。
[0025]图3示出了图1的锚的侧视图，其中载荷作用于第一载荷作用点以在坚实或硬质黏土的锚泊床泥土中操作。
[0026]图4示出了图1的锚的侧视图，其中载荷作用于第二载荷作用点以在软质黏土的锚泊床泥土中操作。
[0027]图5示出了为倾斜以穿入坚实或硬质黏土的锚泊床表面中的图1的锚的侧视图。
[0028]图6示出了修改后的图1的锚的斜视图。
【具体实施方式】
[0029]根据图1和2所示，在本发明的实施方式中，在锚泊床表面3下面的泥土 2中操作的船用锚I (图1)包括锚爪4，锚爪4具有前尖部4A和4B，并且由横向倾斜的锚爪半部4C和4D在结合部5处结合在一起而形成。结合部5位于锚I的对称面6中并平行于锚爪4的前后方向线AF (图1、3和4)，前后方向线AF定义向前方向为F，向后方向为A，并且如图所示穿过了作为锚爪4上表面的面心的锚爪中心(centroid) C。对称面6由绘出图1、3、4和5的平面表不。
[0030]锚爪4在结合部5处直立地附接有前U形凸耳7和后U形凸耳8，且前U形凸耳7和后U形凸耳8分别包括销孔9和10。位于刚性前支柱13的下端12处的销11绕销孔9的轴线14转动。位于刚性后支柱17的下端16处的销15绕销孔10的轴线18转动。前支柱13的上端19包括带有销孔21的U形凸耳20。后支柱17的上端22包括带有销孔24的U形凸耳23。在前支柱13中，销25将刚性联接板27的前凸耳26定位为绕销孔21的轴线28枢转。在后支柱17中，销29将刚性联接板27的后凸耳30定位为绕销孔24的轴线31枢转。
[0031]锚爪4、锚杆支柱13和17、以及联接板27形成了四杆机构32，其中后三个构件，或杆件，之间可以相对彼此转动及相对于锚爪4转动，它们共同构成了锚I的锚杆32A。联接板27包括槽33，槽33设置成接纳钩环35的销34。钩环35穿过附接至锚索38的接头37上的眼36。槽33的宽度大于销34的直径从而使销34可以在其中自由滑动。当销34与槽33中的远离锚爪4的内表面41相接触地滑动时，销34的轴线39在槽33内描绘出轨迹40。[0032]当销34定位成与槽33的前端42相接触时，轴线39包含锚I的第一载荷作用点43。当销34与槽33的后端44相接触时，轴线39包含锚I的第二载荷作用点45。第一载荷作用点43和第二载荷作用点45之间相隔的距离D在轴线28和轴线31之间相隔距离E的60%至100%的范围内。距离E在锚爪4的全长L的25%至37%的范围内，优选32%，其中全长L为在对称面6内沿向前方向F测量而得。
[0033]槽33布置成使得轨迹40在第一载荷作用点43处的切线相对于平面46——平面46包含锚爪4的前尖部4A和第一载荷作用点43——倾斜，以形成向后开口的角α，角α在60°到95°的范围内，优选为90°。平面46相对于对称面6成直角，并且相对于向前方向F倾斜以形成向前开口的角β，角β在60°到72°的范围内，优选为70°。轴线28和轨迹40之间的间隔应足够大，以允许当销34在槽33内滑动时，钩环35的眼47能不受U形凸耳20干涉地行进。优选地，第一载荷作用点43定位成使得轴线28与平面46之间的间隔距离在销25的直径的1.5至2.5倍的范围内。
[0034]方向线AF与平面47Α在点48处相交，其中平面47Α包括锚爪半部4C和4D的后缘47。当第一载荷作用点43位于相对于锚爪4的固定位置43Α时,包含点48和第一载荷作用点43的直线B (图1)与向前方向F形成向前开口的锚爪角Y，角Y在26°到32°的范围内，优选为30°。固定位置43Α是第一载荷作用点43所能占据的最前方位置，其由直线B与平面46的交点定义。因此，通过选择锚爪角Y的最小值和角β，而相对于锚爪4固定位置43Α。当第一载荷作用点43位于固定位置43Α时，包含中心C和第一载荷作用点43的直线N (图1)形成向前开口的锚爪中心角δ，角δ在36°至44°的范围内，优选为
41。。
[0035]前U形凸耳7的销孔9的轴线14和后U形凸耳8的销孔10的轴线18之间的距离G在长度L的40%至60%的范围内。平行于方向线AF测量的轴线14和中心C之间的距离H在长度L的10%至20%的范围内，优选为15%。轴线14和18分别与平行于方向线AF的直线成直角并相交，其中所述直线与中心C的间隔距离J在长度L的7%至11%的范围内，优选为9%。
[0036]前锚杆支柱13中轴线14与28的间隔距离K在长度L的75%至80%的范围内，优选为77%。后锚杆支柱17中轴线18和31的间隔距离Μ，在长度L的75%至80%的范围内，优选78%。距离E、G、K和M还设置成使得轴线31能够移动到包含轴线18和28的直线P，优选地移动超过直线P (图1)，从而使支柱17在附接点49处直接接触支柱13或者经由联接板27的凸耳30间接接触支柱13。通过选择四杆机构32内每个枢转接头中销和销孔之间所需的适当的间隙量，而调节轴线13移动超出直线P的程度。当通过钩环35、接头37和锚索38而在第一载荷作用点43处施加位于平面6和46 (图1)中的拉力时，这样的距离设置会使得在支柱17中和在销25与销29之间的联接板27中产生压力，而在支柱13中和在销25与钩环销34之间的联接板27中产生拉力，并且在直接或间接接触点49处在支柱13和支柱17之间产生横向反作用力。该横向反作用力的作用方向与支柱13和17内产生的压力的横向分量相反。这些压力的横向分量将四杆机构32保持在锁定模式，这样，在锚索38对钩环35施加的拉力方向基本维持在平面6和46内并指向远离锚爪4前尖部4Α的方向时，可以保持第一载荷作用点43处于相对于锚爪4的固定位置43Α。
[0037]在以下情况中会自动发生这种锁定模式(图1和图5)的构型:当锚I被向前翻倒，在坚实或硬质黏土的锚泊床表面3上被水平拉动，以使锚爪4的前尖部4A和4B以及联接板27的前缘50与表面3相接触，同时向前方向F以开口向后的角ε (图5)相对于表面3倾斜。角ε比尖部角β小，尖部角β被保持锁定在上述设定的范围内从而促进尖部4Α和4Β可靠地穿入到坚实或硬质的锚泊床表面3内。
[0038]当锚I穿透锚泊床表面3时，土壤2施加在支柱17上的压力使支柱17略微转动以使轴线31变得高于直线P，从而使四杆机构32脱离锁定模式(图3)，同时在支柱17内、支柱13内、联接板27的销25和29之间以及销25和钩环销34之间会存在拉力。支柱17的转动还会引起联接板27的转动以产生第一载荷作用点43绕轴线28的补偿性反向转动，从而维持第一载荷作用点43基本处于固定位置43Α并由此保持向前开口的锚爪角Y (图1)处于前述选定的角度范围26°到32°之间，因此，随着锚索38中拉力的增大(图3)，锚I能够在坚实或硬质的黏土中嵌入更深。随着在锚泊床表面3下方的嵌入逐渐变得更深，当锚爪中心C在锚泊床表面3之下、深度在长度L (图1)的I倍至1.5倍范围内处大致水平地运动时，达到锚I在坚实或硬质的土壤中的极限抓地能力。
[0039]当锚泊床由软质黏土构成时，锚I在达到其极限抓地能力时在锚泊床表面3下方嵌入的较深，此时锚爪中心C在锚泊床表面3之下、深度在长度L的2倍至3倍范围内处大致水平地运动。但是由于土壤强度较低，这种深度下的极限抓地能力不合期望地较低。这通过以下方式得到修正:通过拉起锚索38使钩环35沿着联接板27中的槽33滑动，使得随着四杆机构32转动，钩环35的销34与槽33的一端44接触，并使销34的轴线39与第二载荷作用点45对齐，这样锚爪角Y (图1)增加到大约56°，并且第二载荷作用点45居于固定位置45Α，固定位置45Α位于包含锚爪中心C的直线上，所述直线与向前方向F形成开口向前的锚爪中心角S (图4)，角δ在72°至78°的范围内，优选75°。随着在锚泊床表面3下方的软质黏土中的嵌入逐渐加深，第二载荷作用点45仍大致位于固定位置45Α，直到当锚爪中心C在锚泊床表面3之下、深度为长度L的10倍至12倍处大致水平运动时，锚I达到其极限抓地能力，此处软质黏土的强度通常足够高，以提供与在坚实或硬质黏土的锚泊床中所能够得到的抓地能力相当的抓地能力。
[0040]在使用中，通过将拖尾51在对称面6 (图1)中在后缘47 (图2)处连接至锚爪4，以促进如图1至4所示的根据本发明的锚的拖动嵌入安装过程。拖尾51包括一段钢索52，钢索53与长度较短的锁链53相连。通过在安置船以大约一节的速度缓慢地向前移动的同时，以大约一节的送出速度将锚索38送出，而将锚I从安置船上朝锚泊床3下放。拖尾51的锁链53首先接合在锚泊床表面3上然后在其上拖动，同时锚I靠近表面3。在表面3上拖拉锁链53而产生的阻力将锚索38拉离垂直方向，从而使锚I趋于通过钟摆效应(pendulumeffect)而使锚爪4的向前方向F变为移动的安置船的前进方向，同时锚I向下接触到锚泊床表面3上。由于该安置船前进速度等于锚索的送出速度，锚I变得保持直立同时锚爪4大致水平地铺在锚泊床表面3上。船速和锚索的送出速度被维持直到已经送出期望长度的锚索38。这时船只停止并且锚索停止送出，以使得能够掣止锚索，之后利用系桩拉力而开始锚I的拖动嵌入。
[0041]当锚泊床表面3下的土壤2由坚实或硬质的黏土构成时，当通过在第一载荷作用点43大致水平地拉动锚索38而向锚I施加拉力时，锚I向前倾斜，以使锚爪的前尖部4A和4B以及联接板27的边缘50与锚泊床表面3接触，由此向前方向F以向后开口的角ε (图5)相对于表面3倾斜。角ε比尖部角β小以促进尖部4Α和4Β穿入到表面3内。在倾斜过程中，支柱17和联接板27合在一起的质量自动使支柱17在支柱13上的接触点49处、直接接触支柱13或通过联接板27的凸耳30间接接触支柱13。当锚爪4的尖部4Α和4Β开始穿透锚泊床表面3时，沿平面46 (图1)所包含的方向在锚索38内开始积蓄拉力。该拉力绕支柱13的轴线28的力矩使凸耳23直接接触支柱13，或通过凸耳30间接接触支柱13，此时轴线31已经移动到或越过包含轴线18和28的直线P (图1)。与此同时，拉力绕轴线14的力矩作用为将支柱17直接或间接地紧靠支柱13进行锁定，从而将第一载荷作用点32保持在相对于锚爪4的固定位置43Α，这样锚爪4相对于锚泊床表面3的倾斜角度一实际定义为180°减β —不会变得高到足以引起锚爪4的前尖部4Α和4Β附近锚泊床土壤2的局部剪切失效，从而避免以下不期望的结果:锚爪4从土壤2中退出并拖动而没有随后接合锚泊床表面3。锚I因此可靠地接合锚泊床表面3并开始穿入其中。
[0042]在插入的进行过程中四杆机构32的锁定模式一直保持，直到锚索38中的拉力一其作用在第一载荷作用点43处一的作用线在锚爪4上的交点沿大致远离锚爪4前尖部4Α和4Β的向后方向移动。随着该作用线接近支柱13的轴线14，并且锚爪4大约有2/3已经穿入到了锚泊床表面3之下，锚索38中的拉力绕轴线14和28的力矩改变到足以终止支柱17紧靠于支柱13(图3)的锁定。这允许支柱17稍微转动离开支柱13，并由此使联接板27转动。但是如前所述，联接板27的转动导致第一载荷作用点43绕轴线28转动以使第一载荷作用点43在位置43Α处基本保持在相对于锚爪4的固定位置，从而保持锚爪角Y处于最小值，该最小值适于促进穿入到锚泊床表面3下的坚实或硬质的黏土中。
[0043]在硬质黏土中，当载荷在第一载荷作用点43水平地作用于锚I时，锚索38中的拉力迅速增加，并且在锚爪4全部穿入锚泊床表面3以下之前就可能达到超过锚索38的破坏载荷的极限抓地能力。
[0044]在硬质黏土 (或砂土)中，当载荷在第一载荷作用点43处水平地施加至锚I时，锚索38上的拉动导致锚索38中的拉力随着锚I沿着由锚爪4的中心C勾画出的浅弧形轨迹全部穿入到锚泊床表面3以下而迅速增大，随着锚I极限抓地能力的建立，该轨迹最终变得水平。该情况发生在锚I已经被水平拖动了长度L的大约4到7倍之后，锚爪4的中心C已穿入到锚泊床表面3以下深度为长度L的I至1.5倍时。
[0045]在软质黏土中，当载荷作用于第一载荷作用点43时，中心C描绘出类似的浅弧形的轨迹，同时对于锚I被水平拖动长度L的大约10到20倍后、中心C的穿入深度大约为长度L的1.5至3倍，锚爪4大致变为水平。这种情况下，由于软质黏土较不牢固的特性，锚索38内的拉力缓慢增大，并且极限抓地能力大幅降低。
[0046]在固定过程中当观察到锚索38中的拉力低速增加时，表明存在软质黏土，安置船停止拉动并且在缩短锚索38的长度的同时将锚I反过来。然后将锚索38升起，以使钩环35的销34在联接板27的槽33中的表面41上沿倾斜的轨迹41 (图1)向后及向上滑动，使销34接触槽33的端部44，这样销34的轴线39迁移到第二载荷作用点45，于是四杆机构32的支柱13和17以及联接板27转动以将第二载荷作用点45移动到直线N (图4)上的位置处，其中直线N包含锚爪4的中心C并且以角度δ相对于方向F倾斜。当由于锚爪4相对于作用于第二载荷作用点45的拉力方向高度倾斜，而导致锚索38的拉力突然增加，则在安置船处产生该动作已完成的信号。然后锚索38被送出以下长度:该长度适合于锚I进一步嵌入到软质黏土 I中。对于在非常深的水中安置的情况，其长度应该使得在锚泊床表面3处产生锚索38相对于水平方向倾斜的、介于15°至20°之间的典型提升角。
[0047]在销34的轴线39位于第二载荷作用点45——其现在大致位于相对于锚爪4 (图4)的固定位置45A处一的情况下,进一步的拉动经由钩环35向锚I施加载荷,使锚爪角Y(图1)增大到了大约56°，锚爪中心角δ (图4)增大到了大约75°。通过这些增大的角度，使得锚I能够在软质黏土中嵌入更深。进一步的拉动使锚爪4转动从而使方向F向平面下方更远处倾斜，这样锚I大致沿方向F移动，中心C沿着新的陡峭倾斜的轨迹移动，在锚I被拖动大约为长度L的20倍且中心C已穿入超过长度L的12倍时，所述轨迹趋向变得水平，以提供与在硬质黏土所能获得的极限抓地能力相似的极限抓地能力。
[0048]对于所有坚固程度的锚泊床土壤，能够通过以下方式利用锚回收船而实现锚I的收回:在锚I的嵌入点之上或越过该点向上和向后拉动锚索38，直到在锚泊床表面3处锚索38与水平方向之间的提升角为大约70°。
[0049]如果锚爪4仅部分地嵌入到硬质土壤中，同时锚索38在锚I处呈水平，这种向上和向后的载荷导致钩环35的销34在联接板27的槽33中从第一载荷作用点43运动成在第二载荷作用点45处接合。第二载荷作用点45处的载荷首先绕U形凸耳20中的销25产生力矩，该力矩使联接板27转动并使后支柱17与前支柱13脱离接合，从而将四杆机构32解锁。然后进一步的载荷使四杆机构32转动，以带动第二载荷作用点45越过固定位置45Α，直至通过联接板27的凸耳26与凸耳20内侧的支柱13相接触而被阻止。再进一步的载荷使锚I向后转动，使锚爪4相对于水平面向上倾斜30°至40°，并使作用在第二载荷作用点45的力的作用线方向大致与向前方向F成直角，其结果是，观察到锚索38内的拉力迅速增大。然后停止拉动，回收船向前移动，同时送出锚索38直到在锚泊床表面3处锚索38和水平面之间的提升角呈大约70°。然后掣止锚索38并施加系桩拉力以再次拉紧锚索38。这使得钩环35的销34在槽33中向前滑动，从而使轴线39重新定位在第一载荷作用点43处。这时，四杆机构32接近(close)以使支柱17的凸耳23靠近但不接触支柱13，由此第一载荷作用点43基本位于位置43A，且锚爪角Y恢复为最小值。通过在回收船向前移动时以70°的提升角拉起锚索38，此时使得锚爪角Y处于最小值的锚I在锚索38内拉力相对较低的情况下向前向上移动到锚泊床表面3，在该锚泊床表面3处锚4从锚泊床穿出并被升起以放置于回收船的甲板上。
[0050]假如锚爪4被很深地嵌入到软质土壤中，回收步骤除了以下之外如前所述:由于第二载荷作用点45已经位于固定位置45A (图4)，所以四杆机构32被解锁以及开始转动并使第二载荷作用点45与固定位置45A重合的过程已经发生了。
[0051]如果需要，锚I可以被移动到海底上的新位置而不用升起以放置在回收船的甲板上。然后采用前述相同的步骤将锚I从在海底表面3上方附近悬吊的位置重新放置，使得锚I再次放置在海底表面3时重新建立锁定模式。当通过拉动锚索38、使锚I倾斜成与海底2接合时，发生四杆机构32的再次锁定。
[0052]在对锚I的微小修改中，通过以下方式，能够在锚I从海底2穿出之前实现解锁:延长联接板27中槽33的长度使第一载荷作用点43的位置稍微更向前一些，从而使支柱13中的轴线28 (图1)与平面46之间距离更大，以充分增大锚索38中的拉力绕轴线28产生的转矩从而克服前述土壤压力对支柱17的解锁效应。[0053]因此，如上所述，操作锚索38能够远程地将锚索I的四杆机构32锁定，以提供小的锚爪角Y用于在硬质海底中可靠地穿入海底表面，并随后远程解锁。操作锚索38还能远程地使四杆机构转动从而可选择地在锚I中提供小锚爪角，以适于在硬质海底条件下的较浅穿入，或提供较大的锚爪角，以适于在软质海底条件下的较深穿入。简而言之，锚I能够远程地循环地锁定和解锁四杆机构32并远程选择锚爪角Y。
[0054]锚I具有超越前述现有技术的锚的优点，包括以下中的至少一个:通过对锚索的操作能够在原处实现远程增大或减小锚爪角的能力；远程可逆地锁定以将锚杆上的载荷作用点保持在相对于锚爪固定的位置，从而提供适于在坚实或硬质的锚泊床土壤中可靠地穿入的锚爪角和尖部角；无需为了适应软质或硬质土壤条件而吊到甲板上改变锚爪角；不会过早操作锚爪角调节机构；以及不需要更换锚爪角调节机构中的自断销。
[0055]此处描述的锚的修改当然能够在本发明的范围内实现。例如，支柱13可以被柔性的前部细长构件13代替，例如绳或锁链，其只承受拉力，这种情况下，刚性杆件17在横向间隔开的接触点49处与细长构件13直接或间接接触，这样柔性前部细长构件13在拉紧时的小挠曲会对支柱17提供相当大的横向反作用力，以保持锚I处于锁定模式，用于实现与坚实或硬质的锚泊床表面3的接合。另外，联接板27中的槽33可以是弯曲的。以及，四杆机构32可以包括两个刚性的后细长构件17以及一个柔性或刚性的前细长构件13，或以及一对柔性或刚性的前细长构件13。作为例子，图6示出了锚I的斜视图，其中四杆机构32包括两个刚性的后细长构件17和两个刚性的前细长构件13，每组前或后细长构件在锚爪4上都有横过对称面6间隔开并横跨结合部5两侧的锚爪附接点。可以设想，这些改动可以包括:后支柱17和前细长构件13之间的间接接触通过除联接板27之外的构件实现，还包括:钩环35的销34上具有套筒，套筒具有平面以降低销34与联接板27的表面41之间的接触压力。
【权利要求】
1.一种海洋船用锚，包括对称面并且包括锚爪和锚杆，所述锚爪和锚杆可枢转地连接在一起，所述锚爪包括后缘并在所述锚的向前方向上延伸到前尖部，其特征在于，所述锚设置有能够远程操作的锁定解锁装置，由此所述锚杆能够枢转锁定并且随后能够枢转解锁。
2.根据权利要求1所述的海洋船用锚，其中，所述锚杆在以下位置处能够锁定枢转并且随后能够解锁枢转:在所述位置处所述锚杆中的载荷作用点限定出所述锚的最小锚爪角。
3.根据权利要求1或2所述的海洋船用锚，其中，所述能够远程操作的锁定解锁装置包括可枢转的四杆机构。
4.根据权利要求3所述的海洋船用锚，其中，所述四杆机构包括至少一个前细长构件和至少一个后细长构件，所述至少一个前细长构件和至少一个后细长构件通过联接构件联接在一起以形成所述锚杆，所述联接构件包括第一载荷作用点和第二载荷作用点以及用于容纳锚索连接构件在其间移动的转移装置，每个细长构件在一端具有上附接点并在另一端具有下附接点，并且所述锚爪的至少一部分具有对应的前附接点和后附接点，所述前附接点和后附接点间隔开，用于容纳所述细长构件的所述下附接点，所述联接构件具有对应的前附接点和后附接点，所述前附接点和后附接点间隔开，用于容纳所述细长构件的所述上附接点，所述后细长构件和所述联接构件是刚性的，以使得:当所述锚索连接构件在所述第一载荷作用点处施加以下力时，能够将所述四杆机构枢转锁定，其中所述力沿着在所述锚爪的所述前尖部附近与锚爪相交的平面中所包含的作用线沿远离所述锚爪的方向作用；并且当随后在将所述锚索连接构件移动至所述第二载荷作用点后，在所述第二载荷作用点处施加沿着远离所述锚爪的方向作用的力时，能够将所述四杆机构枢转解锁。
5.根据权利要求4所述的海洋船用锚，其中，所述前细长构件和后细长构件的所述附接点以及所述锚爪的和联接构件的所述对应的附接点分别构成前上方、前下方、后上方和后下方的枢转接头，每个枢转接头包括枢转轴线。
6.根据权利要求4或5所述的海洋船用锚，其中，所述转移装置包括通道，所述通道适用于接收所述连接构件，使得所述连接构件能够通过在所述通道内移动而从一个载荷作用点移位到另一个载荷作用点。
7.根据权利要求6所述的海洋船用锚，其中，所述通道包括槽，所述槽具有前端和后端并且包含设置成平行于所述槽中的平面或曲面的轨迹，其中第一载荷作用点位于所述轨迹上邻近所述前端处，第二载荷作用点位于所述轨迹上邻近所述后端处。
8.根据权利要求5至7中任意一项所述的海洋船用锚，其中，所述前上方枢转接头的枢转轴线和所述后上方枢转接头的枢转轴线与所述对称面相交的交点之间间隔开距离，从而允许所述细长构件和所述刚性联接构件相对于彼此枢转，以使所述后上方枢转接头的枢转轴线移动成与以下直线相交:所述直线包含所述前上方枢转接头和所述后下方枢转接头的枢转轴线与所述对称面的交点，由此，当所述连接构件在所述第一载荷作用点处施加以下力时:所述力沿着在所述锚爪的所述前尖部附近与所述锚爪相交的平面中所包含的作用线沿远离所述锚爪的方向作用，此时所述四杆机构变得被所述刚性后细长构件中产生的压力和所述刚性联接构件中产生的压力锁定。
9.根据权利要求8所述的海洋船用锚，其中，所述枢转接头中具有间隙，所述间隙允许所述后上方枢转接 头的枢转轴线移动经过并稍微越过所述直线以提供所述四杆机构的牢固锁定，其中所述直线包含所述前上方枢转接头和所述后下方枢转接头的枢转轴线与所述对称面的交点。
10.根据权利要求4至9中任意一项所述的海洋船用锚，所述四杆机构布置成使得通过所述刚性后细长构件与所述前细长构件直接或间接地接触而阻止所述四杆机构的枢转。
11.根据权利要求7至10中任意一项所述的海洋船用锚，当所述四杆机构被锁定时，所述槽的所述轨迹在所述第一载荷作用点处的切线相对于包含所述锚爪的所述前尖部和所述第一载荷作用点的直线形成在60°到95°的范围内的、向后开口的角。
12.根据权利要求5至11中任意一项所述的海洋船用锚，其中，所述第一载荷作用点位于包含所述前上方枢转接头和前下方枢转接头的轴线的平面之中或之后。
13.根据权利要求5至12中任意一项所述的海洋船用锚，其中，与所述对称面成直角的、包含所述锚爪的所述前尖部和所述第一载荷作用点的平面经过所述前上方枢转接头的轴线的前方。
14.根据权利要求5至13中任意一项所述的海洋船用锚，其中，所述四杆机构在所述枢转接头的轴线之间具有间隔距离，使得当所述连接构件在所述第一载荷作用点和第二载荷作用点分别施加沿远离所述锚爪的方向作用的力时，所述第一载荷作用点和第二载荷作用点分别具有相对于所述锚爪的第一固定位置和第二固定位置。
15.根据前述权利要求中的任意一项所述的海洋船用锚，其中，所述最小锚爪角在.26°到32。的范围内。
【文档编号】B63B21/42GK103917440SQ201280050188
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年9月21日 优先权日:2011年10月12日
【发明者】彼得·布鲁斯 申请人:布鲁帕特有限公司