专利名称：海锚的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及海锚，尤其涉及浮(拉)埋式(drag embedment)和直埋式锚(direct embedment)和它们的埋设装置。
埋设于下锚海底的海锚通常系在锚索上，以便与将停泊在下锚海底上方的水中的物体相连。锚包括负载作用点和锚爪件，锚索通过锚索安装装置(例如锚链节)安装于负载作用点上；锚还包括对称平面，该对称平面包括第一方向和第二方向(正向)F，在该第一方向上，当锚工作时，从负载作用点看过去，锚爪件的表面具有最大的投影面积，在该第二方向(F)上，所述表面的投影面积最小。因此，在这两方向上，锚在下锚海底泥土中运动时的阻力最大和基本最小。
浮埋式锚是一种前述海锚，其中，锚索安装装置负载作用点位于锚上，这样，将缆索与落在下锚海底表面的锚一起水平拉动时，将使得锚倾斜成与下锚海底表面穿透配合，然后以位移的主要分量在使锚爪件表面的投影面积最小的正向上的方式运动到下锚海底泥土内。这使得锚在埋入下锚海底泥土中时沿弯曲埋入轨迹运动。因此，负载作用点的位置使得锚索安装装置起到锚的埋设装置的作用。
直埋式锚也是一种前述海锚，该锚的锚索安装装置负载作用点位置为这样，当埋设于下锚海底泥土中时，拉紧系着的锚索将使锚以锚爪件的投影面积最大的方向运动。这使得埋设的锚沿升起并从下锚海底表面中脱出的轨道运动，因此使锚索和锚索安装装置不能起到锚的埋设装置的作用。因此，可以选择采用一种这样的埋设装置，它包括称为送桩器(follower)的顶推件，以便与锚配合并基本沿使锚爪件的投影面积最小的正向方向将锚深深推入下锚海底泥土中。
前述各锚在下文中将分别称为海锚、浮(拉)埋式锚或直埋式锚。
这些锚有以下缺点浮埋式锚需要有水平位移分量来达到在下锚海底表面之下的合适埋设深度，而该水平位移分量在某些时候是不可接受的；而直埋式锚的问题是当过载时埋设深度逐渐减小，这最终导致由于脱出下锚海底而突然失效。而且，直埋式锚需要用较长的送桩器将其推入海底，该送桩器在放在抛锚船的甲板上时将易于损坏和难于处理。
本发明的目的尤其包括减小这些缺点。概括地说，本发明提供了一种投锚装置，包括海锚和埋设装置，该海锚在埋设至最初的埋设位置后，当通过锚索安装装置由锚索拖曳时将沿一埋设轨迹运动，该埋设装置用于建立最初的埋设位置。
根据本发明的第一方面，工作形式为在下锚海底表面以下工作的前述海锚是浮锚，其特征在于垂直于锚的对称平面并包含锚爪件的前端头和负载作用点的平面与所述第二方向形成向前开口的顶角，该顶角在软的粘性泥土中工作时不小于95°，在无粘性泥土中工作时不小于85°。因此，当锚爪形心埋设在下锚海底表面以下至少所述最大投影面积的平方根的两倍时，通过锚索从锚索安装装置负载作用点作用在锚上的拉力将使锚在下锚海底泥土中以位移的主要分量在第二正向(向前)方向的方式运动。
优选是，在所述第二正向方向上的所述位移的主要分量超过实际位移的35％。
更优选是，在所述第二正向方向上的所述位移的主要分量超过实际位移的50％。
优选是，所述顶角在软的粘性泥土中工作时不超过100°，在软的无粘性泥土中工作时不超过90°。
优选是，所述浮锚的特征还在于包含负载作用点和从负载作用点看的锚爪件表面的形心的直线与所述第二正向形成的向前开口的形心角的范围为在软的粘性泥土中工作时不超过85°，在无粘性泥土中工作时不超过70°，优选是，所述形心角的范围在软的粘性泥土中工作时为68°至85°，在软的无粘性泥土中工作时为50°至65°。
更优选是，所述形心角在软的粘性泥土中工作时不超过80°，在软的无粘性泥土中工作时不超过60°。
优选是，根据本发明的第一方面的浮锚包括一个锚爪，并有刚性安装在该锚爪上并与所述对称平面平行的板形锚体件。
优选是，所述板形锚体件包括一细长槽，锚索安装装置可在该细长槽内滑动，所述槽有前端和后端，所述槽的前端起到通过拖曳可以使锚埋设得更深的锚索安装装置负载作用点的作用，后端位于朝向所述锚体的后边缘的位置，起到能使锚易于以基本与所述正向相反的方向向后回收的替代锚索安装装置负载作用点的作用。
优选是，恰好在所述槽的前端之后有滑动挡块装置，以便将所述安装装置限制在所述负载作用点上。
优选是，所述滑动挡块装置包括释放装置，该释放装置与所述锚索安装装置配合，因此，所述安装装置的旋转位移释放所述滑动挡块装置，从而允许所述安装装置在所述槽中向所述锚爪的后部滑动。
优选是，所述锚索安装装置包括细长的锚链节。
更优选是，所述锚索安装装置包括一细长件，该细长件的一端有一安装点，用于与锚索相连，另一端有一带有销钉件的挂钩，该销钉件用于可滑动和可旋转地插入所述锚体件的所述槽中。
优选是，所述锚体件包括一个以所述负载作用点为圆心的弓形表面，所述细长件包括一挡块，该挡块可在弓形表面上滑动配合，因此，所述销钉件保持在所述槽的负载作用点上，直到该细长件绕负载作用点的旋转使得挡块的运动方向平行于槽，从而使销钉件在槽中自由滑动。
优选是，所述锚包括可释放的旋转挡块装置，当所述销钉件在所述负载作用点时，该旋转挡块装置在相对于所述锚体件的预定位置处挡住所述细长件的旋转。
优选是，所述细长件的长度是这样，当该细长件由于所述可释放的旋转挡块装置而停止转动时，垂直于所述对称面且包含所述锚爪件的前端头和细长件上的所述安装点的平面与所述第二方向形成向前开口的角，该角度不超过95°，更优选是不超过75°。
根据本发明的第二方面，海锚和埋设装置包括如本文前述的浮埋式锚和所述浮锚中的一个以及一个细长送桩器，该细长送桩器可拆卸地安装在所述锚上并用于顶推所述锚，且顶推方向基本是沿从所述锚索安装装置负载作用点看，使所述锚爪件的表面的投影面积最小的所述第二正向方向，直到锚爪形心在下锚海底表面以下至少所述最大投影面积的平方根的两倍，因此，随后当送桩器与埋设的锚脱开后，拉紧锚索将使锚在下锚海底的泥土中以位移的主要分量在所述第二方向上的方式运动。
根据本发明的第三方面，海锚和埋设装置包括拖埋式锚、直埋式锚或如本文前面所述的浮锚中的一个以及一个细长送桩器，该细长送桩器可拆卸地安装在所述锚上并用于基本沿所述第二方向将所述锚顶推至下锚海底中，其特征在于所述锚和所述细长送桩器中的至少一个能提供作用支点(reaction fulcrum)，锚可以绕该作用支点枢轴旋转。
优选是，当拉力由系着的锚索作用在锚上时，所述海锚能绕所述支点枢轴转动。
优选是，用于直接埋设海锚的所述埋设装置包括一细长送桩器，该细长送桩器可拆卸地安装在海锚上；以及一作用支点，当锚由所述送桩器顶推进下锚海底时，锚可以绕所述作用支点枢轴转动。
根据本发明的第四方面，海锚和埋设装置包括一个如本文前述的海锚和一个细长送桩器，该细长送桩器可拆卸地安装在所述锚上并用于基本沿所述第二方向顶推所述海锚，它在受到例如由于横过弯曲表面而引起的横向力时能弯曲回收，且不会被损坏，该弯曲表面例如抛锚船的船艉滚筒。
根据本发明的第五方面，直接埋设海锚的埋设装置包括一细长送桩器，该细长送桩器可拆卸地安装在所述海锚上并能弯曲回收，且在受到例如由于横过弯曲表面而引起的横向力时不会被损坏，该弯曲表面例如抛锚船的船艉滚筒。
优选是，所述送桩器包括一个装在收放缆索上的底端节，它还包括多个由所述底端节支承的本体节。
优选是，所述本体节基本环绕所述收放缆索。
优选是，所述节通过使一个节上的凸起与相邻节上的凹口对齐而安装在一起。
优选是，所述收放缆索形成穿过所述本体节的轴线。
优选是，在所述本体节内的所述缆索的至少一部分包括绳索和链条中的至少一个。
优选是，在所述本体节内的所述缆索的至少一部分由弹性可伸长材料制成，例如聚酯绳。
优选是，当在所述本体节内的所述缆索在所述送桩器垂直悬挂时在拉紧力的作用下伸长时，所述缆索通过一个在上部本体节和所述缆索之间作用的缆索止动装置而防止放松，因此，所述本体节保持轴向压缩的状态，这使得所述细长送桩器有一定程度的横向刚性，从而当所述送桩器通过与海底表面接触而至少部分被支承时能抗弯曲。
优选是，在所述上部本体节上的所述缆索止动装置是可释放的，因此，当所述所述送桩器被拉起并弯过所述弯曲表面时，所述缆索在送桩器内放松，以便允许缆索和上部本体节之间有相对轴向运动，从而避免缆索由于送桩器的弯曲而过分拉长。
优选是，所述缆索止动装置可通过与所述弯曲表面接触的促动器的运动而释放。
优选是，所述缆索止动装置包括位于所述缆索和所述上部本体节中的一个上的齿形件，该齿形件插入位于缆索和上部本体节中的另一个上的凹口件的凹口中。
根据本发明的第六方面，埋设所述浮锚的埋设装置包括一锚索，该锚索通过细长刚性件锚索安装装置安装在浮锚上，所述细长件在其一端有第一安装点，用于安装锚索，在其另一端有第二安装点，用于安装在锚上的所述锚索安装装置负载作用点上；以及可释放的旋转挡块装置，用于保持该细长件相对于锚的位置，这样，垂直于所述对称面且包含所述锚爪件的前端头和所述第一安装点的平面与所述第二方向形成向前开口的角，该角度不超过75°，以便当该锚在下锚海底表面拖曳时增强对下锚海底表面的穿透，但是当所述锚爪埋入下锚海底泥土中时，该旋转挡块装置由于所述锚爪上的泥土负载(soil loading)而释放。
优选是，所述细长刚性件在所述第二安装点有一挂钩，该挂钩装有销钉件，用于可滑动和可旋转地插入所述浮锚的所述锚体件的所述槽中。
下面将参考附图介绍本发明的优选实施例，附图中
图1所示为已知的浮埋式锚的侧视图；图2所示为图1中的锚的正视图；图3所示为图1中的锚的平面图；图4所示为图1中的锚在下锚海底的安装；图5所示为已知的直埋式锚的侧视图；图6所示为图5中的锚的正视图；图7所示为图5中的锚的平面图；图8所示为图5中的锚在下锚海底的安装；图9所示为图1中的浮埋式锚和本发明的安装在下锚海底的送桩器的侧视图；图10所示为图9中的锚和送桩器的放大详图；图11所示为本发明的浮锚的侧视图；图12所示为图11中的锚的正视图；图13所示为图11中的锚的平面图；图14所示为图11的锚链节挡块详图，其中锚链节被阻挡；图15所示为图14的详图，其中锚链节挡块松开；图16所示为图15的详图，其中锚链节处于经过松开的挡块的位置；图17所示为穿过图15中的锚链节挡块的剖面A-A；图18所示为图11中的锚和本发明的送桩器，该送桩器穿过起抛锚器的船艉滚筒；图19所示为图18中的送桩器的一节的侧剖图；图20所示为图18中的相邻节之间的配合的局部剖图；图21所示为图18中的节的平面图22所示为安装在下锚海底的、图11中的锚和本发明的送桩器；图23所示为通过顶着(react against)图22的送桩器而使图11的锚转动；图24所示为旋转后的锚的锚索拉紧和图23中的送桩器的回收；图25所示为图23的送桩器的顶端(控制)节的平面图，其中链条锁定机构已脱开；图26所示为图25中的控制节，其中链条锁定机构已啮合。
图27所示为如图25所示的控制节的侧剖图；图28所示为如图26所示的控制节的侧剖图；图29所示为如图18所示的定向连接件的斜视图，其中定向通过从抛锚船的船艉滚筒上绞进该定向连接件而实现；图30所示为图22中的送桩器的底端节和锚的放大图；图31所示为通过送桩器的底端节和图25中的锚之间的枢轴连接件的局部剖面B-B；图32所示为图25中的锚的润滑油通道的局部剖面C-C；图33所示为润滑油通道和图25中的锚的锚体和锚爪的前边缘上的排出孔的局部剖面D-D；图34所示为图11的锚的改进形式，以便最初以图1中的锚的方式起作用，随后以图11中的锚的方式起作用。
浮埋在下锚海底泥土中的已知浮埋式锚1(图1、2、3)包括锚体2，该锚体2一端与三角形板状或叶状的锚爪3相连，另一端通过锚链节5与锚索4相连，该锚链节5用销枢轴连接于锚体2的孔6中。锚爪3成平面形状，锚1关于对称面X-X对称，该对称面X-X包含锚体2的孔6的中心和锚爪3的中心线7。中心线7平行于锚爪3的正向F，该方向的指向是沿锚爪3离开锚体2和锚爪3的交点。在对称平面X-X内的、包含锚链节孔6的中心和锚爪3的最靠外的点的直线与正向F成一向前开口的顶角α。在对称平面X-X内的、包含锚链节孔6的中心和锚爪3的上表面的形心C的直线与锚爪3正向F成一向前开口的顶角β。
这样的浮埋式锚特别在授予R.S.Danforth的英国专利2674969中公开，在该专利文献中，α和β的范围分别给定为50°至80°和25°至55°。在英国专利553235中，Danforth介绍了角度α和β的重要性，并说明当α值大于75°时将导致锚与下锚海底表面的啮合可靠性不够，当β值高到65°时，该锚将只能用于软泥地。Danforth的这些限定说明迄今为止，对浮埋式锚的几何形状的限制主要是由于透入海底表面的需要。
浮埋式锚1布置在下锚海底表面8(图4)上，并由锚索4水平拖曳。因为角度α小于75°，锚爪3首先透入表面8，随后，锚爪形心C沿下锚海底泥土10中的曲线轨迹9运动，该曲线轨迹9最终在低于表面8的一定深度d处变为水平。当下锚海底上方的可用空间有限时，获得合适透入深度所需的较大水平移动距离dd(拖曳距离)通常是无法令人接受的。
直接埋设于下锚海底内的已知直埋式锚11(图5,6,7)包括三角形平板锚体2，该锚体2的一端与基本矩形的平板锚爪3相连，另一端通过锚链节5与锚索4相连，该锚链节5用销枢轴连接于锚体2的孔6中。平面形的锚爪3和锚11关于对称面X-X对称，该对称面X-X包含平板锚体2的锚链节孔6和锚爪3的中心线7。正向F平行于锚爪3的中心线7。在对称平面X-X内的、包含锚链节孔6的中心和锚爪3的上表面的形心C的直线与中心线7成90°角。
直埋式锚11通过可拆卸地安装于其上的刚性细长送桩器13垂直钉入下锚海底10内(图8)。送桩器13包括一个桩柱14，该桩柱14通过装于其上并吊在缆索16上的打桩锤15打桩。当锚爪3的中心区域C处在低于下锚海底表面8的合适深度d时，打桩停止。然后通过拉起缆索16而使桩柱14与锚11脱开，通过锚索4施加的斜向拉力使锚11旋转，同时向上运动距离K，直到锚索4的力的作用线通过锚爪3的形心C。这时，该直埋式锚11定向成这样，即在d减k的实际埋入深度下，通过拉紧锚索4产生的运动阻力最大。不过，当锚索4的负载大于该最大阻力时，该直埋式锚将由于沿锚索4方向运动，直到该锚升起并从海底表面8中出来而突然失效。因此，这类锚通常需要有安装安全系数2。
在本发明的第一实施例中，如前述且角度β(图1)优选为较高值的浮埋式锚1在锚体2的枢轴17处(图9)可拆卸和可枢轴转动地装在相配合的挂钩18上，该挂钩18在由收放缆索16悬挂的重细长送桩器13的下部19。锚爪3的中心线7布置成最初平行于送桩器13的纵轴20，这样，锚爪3在轴线20方向上的投影面积最小，且锚1和锚链节5的最小投影面积和的中心C1(图2)在轴线20上。将锚索4平行于轴线20拉起，这使得锚1绕枢轴17转动，直到锚体2与挂钩18的挡块21接触而停止，由此可对锚1进行合适的定向。穿过挂钩18和锚体2的小剪切销22(图10)起到使锚1在所述旋转之前以锚爪3的中心线7平行于轴线20的方式保持在挂钩18上。
通过将安装在送桩器13上的锚1放低到下锚海底10的表面8上，并继续放出缆索16和锚索4以使其松弛，从而简单地实现锚1的埋设(图9)。锚1由于重送桩器13的重量而压入下锚海底10，直到锚爪3的形心C低于下锚海底表面8的合适深度，该深度将超过锚爪3的最大投影面积的平方根的两倍。这可以通过适当选择送桩器13的重量而实现。然后，使缆索16保持松弛并将锚索4吊起。因为送桩器13仍然处于提供作用力的位置，锚索4的绞起拉紧力使得剪切销22(图10)脱开，同时使锚1在下锚海底泥土10内绕枢轴17旋转，直到锚体2被挂钩18的挡块21阻止。这样，锚爪3的形心C运动到稍微比低于表面8的深度d更深的位置，这可以消除图4中所示的埋设深度的不利损失k。然后，通过吊起缆索16而使送桩器13与锚1脱开，并将斜向力作用在锚索4上，使得锚索切入泥土中，从而使锚1以基本朝前的方向F沿向下倾斜的轨迹9运动，锚1的更深埋入使得锚索4所能承受的负载逐渐增高。尽管所进行的是直接埋设，没有不希望的水平运动，但是在超载时，锚1并不是通过沿锚索4的方向运动并被拔出表面8而突然失效，而是以恒定负载水平运动或者在安全方式下以递增的负载下埋至更深的位置。因此，可以采用对于浮埋式锚所允许的安装安全系数1.5，而不是已知将突然失效的直埋式锚通常所必须的安全系数2。这允许采用更小的锚，从而使停泊系统的成本更小。
不过，浮埋式锚1(图9)的角度值α和β(图1)在前述Danforth界限内，因此它保持了在海底平面上水平拖曳时透入海底表面的能力。因此，该锚体比当锚在海底表面下逐渐埋入时所需的更长。当它垂直埋入海底时，该过大的长度产生了不希望的高穿透阻力，因此需要非常重的送桩器13(图9)。
相反，本发明的浮锚的角度值α和β超过Danforth界限，因此，尽管它保持了从低于海底表面的位置水平拖曳使逐渐埋入的能力，但是它在海底平面上水平拖曳时没有透入海底表面的能力。因此，这里介绍的浮锚只需要短小紧凑的锚体件，因此通过送桩器垂直推入海底的阻力最小。而且，较高的角度值α和β还有利于使浮锚沿比由Danforth界限限制的浮埋式锚的轨迹线更陡峭的轨迹9运动。
因此，在从低于下锚海底表面的某一深度的起始位置在下锚海底拖曳时，浮埋式锚和浮锚都将被埋入。浮埋式锚受到需要包括能自动穿透下锚海底表面的结构的限制。浮锚不受该条件限制，实际上，浮锚可以不能自动穿透下锚海底表面。本发明介绍了一种海锚，该海锚包括不受所述限制的浮锚，从而能够实现迄今为止所无法达到的能力。
根据本发明的第二实施例，浮锚23(图11、12、13)的结构为在由送桩器13安装在下锚海底10的表面8之下(图22)时能够进行工作，该浮锚包括一四边形钢板锚体2，该锚体在锚23的对称平面X-X内，并成直角焊接在长度为L的正方形钢板锚爪3的上平表面24上。锚体2和锚爪3的平均厚度不大于锚爪3的最大投影面积的平方根的0.04倍(优选是不超过0.03倍)。表面24的中心线7在对称平面X-X内，并与锚爪3的、通过斜切削尖以减小泥土穿透阻力的边缘25成直角。
用于锚链节5的加载和安装点26位于锚体2的远离锚爪3的末端27，该锚链节5使锚索4与锚体2相连。从表面24的形心C沿中心线至削尖边缘25的方向定义为正向F。包含锚链节安装点26和削尖边缘25的平面形成与对称平面X-X相交的线，该交线与正向F定义了向前开口的角α。包含形心C和锚链节安装点26的直线与正向F形成了向前开口的角β。对于在软的粘性泥土(粘土)中工作的锚23，角度α不小于95°，对于在软的无粘性土(沙土)中工作的锚，角度α不小于85°，优选是，对于粘土和沙土，角度α分别不小于100°和90°。角度β可以尽可能接近90°，从而不会防止锚23在下锚海底10的泥土中运动时形心C的位移的主要分量(substantial component)9B沿方向F。优选是，所述主要分量可以认为不小于实际运动方向位移量9A的35％，更优选是50％。不过，在多数情况下，对于在软的粘土中工作的锚23，角度β(图11)不大于85°，对于在沙土中工作的锚，角度β不大于70°，而且，在软的粘土中工作时角度β的范围为68°至85°，在沙土中工作时，角度β的范围为50°至65°。优选是，在软的粘土中工作时角度β不大于80°，在沙土中工作时，角度β不大于60°。
锚链节安装点26(图11)形成于锚体2的细长直槽29的前端28处。槽29的后端30靠近锚爪3的后边缘31，且槽29与中心线7形成的向前开口的角γ最大为30°，优选是10°。锚体2朝前的边缘32通过斜切而削尖，从而与锚爪3的边缘25一样减小泥土穿透阻力。锚链节安装点26离形心C的距离优选是在范围0.15L至0.6L内。柱形钢销17(图11-13)穿过锚体板2横向安装，以便作为与安装的送桩器13(图22、23、24)配合的枢轴和支承销。销17的轴线33与表面24间隔开，这样，逆着方向F(图11,12,22)看，送桩器13的轴线20经过锚23和锚链节5的组合中心区域34(图12)(当锚索4拉回至平行于方向F时)。这保证了在最初打桩埋设浮锚23时，锚23上的合成泥土穿透阻力R(图22)与送桩器轴线20共线。锚体2上的、可松开的锚链节挡块35(图11、14、15、16、17)将锚链节5的销36保持在槽29的末端28内。挡块35包括可滑动地位于切槽38内的两矩形板37，切槽38在锚体2的两侧、在槽29的末端28的后面和在槽29的远离锚爪3的一侧。板37首先处于部分在切槽38中且部分在槽29中的位置，从而防止锚链节5的销36滑离槽29的末端28。锚体2的在切槽38之间的钻孔39(图17)包括两个直径稍微小于孔39的直径的钢珠40。钢珠40由压缩弹簧41分开。板37钻有中心孔42和偏移孔43，该孔与钢珠40配合以便将板37确定在切槽38内的可滑动位置。板37还有装在远离偏移孔43的一端的直立块44，该直立块44超过锚体2的侧表面45凸出(图17)。凸出到锚链节5的各眼47内的凸轮46(图14)设置成这样，当锚链节5从平行于锚爪3的表面24旋转至垂直于锚爪3的表面24时，凸轮46和块44之间滑动接触。因此，凸轮46推动块44，使得板37压迫钢珠40以脱开与孔43的配合，然后使板滑动直到钢珠40与孔42配合，由此使板37完全离开槽29(图15)。可在槽29内滑动的、不可旋转的有肩衬套36A可以装在销36(图15)上，以便防止在锚链节5旋转而使凸轮46与块44接触时，板37由于销36和板37之间的摩擦力而过早移动。
随后，向后拉锚索4以使锚链节5向后旋转，直到凸轮46离开块44，从而使得衬套36A和销36沿槽29滑动，以便重新位于末端30处(图11)，这时用很小的力就能通过锚索4将锚23收回。以后，挡块35的重新设置可以这样简单进行，即通过用锤子使各板37依次移动，以便使钢珠40重新与偏移孔43配合，从而使得板37再次伸入槽29中，以阻止锚链节5滑离槽29的末端28。
根据本发明的第三实施例，用于直接将海锚埋设于下锚海底10表面8之下的送桩器(图18-25)包括一细长件13，该细长件13包括多个本体节(Segment)48。节48(图19-21)的宽度为W，并具有正方形横截面，以便稳定置于甲板上。节48关于轴线20轴对称，并有一轴向穿过的通道49，以便容纳系在送桩器13的最下面一节51上的链条50。通道49成十字形截面，以便限制链条50相对于节48的旋转。
节48(图19)各有一截头锥形凸起52和一相应的截头锥形凹口55，该锥形凸起52从节48的端头54的周围表面53处凸出，该锥形凹口55从相对端头57的周围表面56处凹进，这样，一节48上的凸起52与相邻节48的凹口55紧密配合。相配合的柱形表面58、59允许相邻节48分别旋转，同时保持彼此的周向接触(图19-21)。在各节48中的轴向通道49在各端扩口，以便在送桩器13经过浮在海面63上的抛锚船62的甲板61上的柱形船艉滚筒60时，使得链条50由于相邻节48之间的旋转而产生的轴向弯曲最小。链条50通过穿过链条50的最末端链环65的销钉64固定64在最下面一节51(图30)上，该链条50螺旋穿过各节48(图18、22-24)，并穿过最上面的本体节66，该节66起到用于保持和释放链条50的拉紧力的控制节的作用。
控制节66(图25-28)有一轴向孔67，该轴向孔67装有一细长的柱形铁块(pig)68，该柱形铁块(68)有轴向孔69，该轴向孔容纳穿过其中的链条50。分开的柱形套环70牢牢固定在链条50的三节链环(图27-28)上，以便紧密安装在孔69内，且该柱形套环70由于穿过套环70和铁块68的壁72的剪切销71而限制了在孔69内的旋转和轴向运动。销71制成在负载小于链条50的断裂张力时即被切断，从而提供链条50的过载保护。控制节66在相对侧面74有槽73，该槽穿透至孔67。铁块68有用螺栓连接于其上的对向键块75，该键块插入槽73中并可在该槽73内滑动，且该键块还起到限制铁块68相对于控制节66转动的作用。内螺纹衬套76与铁块68的壁面72上的外螺纹77配合，以便通过有远离衬套76的斜切面79的螺纹锁定环78而可在该铁块壁面上轴向调节和锁定。衬套76有周向槽80(图27-28)，该槽容纳一对可滑动地安装在控制节66的上表面82上，并能由压缩弹簧83驱动伸入孔67中的对向锁闩81，该压缩弹簧83顶住从表面82竖起的凸耳84。各锁闩81有底部倾斜表面85(图27-28)，以便与锁定环78上的斜切面79接触和逆着弹簧83移动锁闩81，从而允许锁定环78通过，随后使锁闩81插入衬套76的槽80中。锁闩81的位置由U形叉臂(yoke)87的两臂86(图25-26)控制，该U形叉臂通过从表面82上竖起的止动凸耳88可滑动的限制在表面82上。顶住从表面82竖起的凸耳90的压缩弹簧89压迫叉臂87离开凸耳90，直到臂86上的挡块91与止动凸耳88配合，由此使得叉臂87的外侧边缘92超过表面82的边缘93(图26)凸出，除非通过与抛锚船62的船艉滚筒60或甲板61接触而使叉臂87的外侧边缘92保持与边缘93对齐(图18、26)。
叉臂87的各臂86有倾斜表面94(图25-26)，当叉臂87的边缘92通过与滚筒60和甲板61(图18)接触而与控制节66的边缘93对齐时，该倾斜表面94推动各锁闩81上的配合倾斜表面95。这将锁闩81压向压缩弹簧83，并使锁闩81脱开与衬套76的槽80的配合(图28)。这样，铁块68可沿孔67自由滑动W/4距离，从而防止由于送桩器13(图18)在横向船艉滚筒60上弯曲90°而在链条50上产生所不希望的额外张力。
衬套76在铁块68上的轴向位置可以通过环78调节和锁定，这样，当送桩器13整个悬挂在滚筒60下面时，送桩器13的水中浮重正好足够拉长链条50以使锁闩81插入铁块68的槽80中。这在透入海底泥土内的过程中，当送桩器13的重量逐渐由链条50支承时，自动防止链条50拉长松弛。而送桩器13的各节之间逐渐增加的夹紧力也使其有刚性，这防止送桩器在穿透结束前弯曲。
因此，送桩器13在由缆索16垂直悬挂时，以基本与前述刚性送桩器相同的方式起作用，但是它在船艉滚筒60上运动时，可以弯曲回收而不会有损坏。
包括具有直边98的心形凸轮97的定向连接器96(图18、29)与控制节66内的铁块68间隔开，该定向连接器96如本申请人的英国专利No.2199005和美国专利No.4864955所述。链条50通过销99与连接器96上的后挂钩100相连，该挂钩100向直边98倾斜45°。连接器96再通过钩环101与收放缆索16相连，该收放缆索16通过抛锚船62的甲板61上的第一绞盘102(图18)放松和绞进。只有当直边98与滚筒60完全接触时，连接器96才能稳定地压靠在滚筒60上，而在其它情况下该连接器96总是绕心形凸轮97倾倒，直到建立该稳定状态。因此，该连接器96用于迫使链条50的链环以一个旋转方向而成45°角跨过滚筒60，该旋转方向通过控制节66内的套环70和块75传递给控制节66，从而在控制节66绞过滚筒60时使叉臂87与滚筒60接触。
送桩器13的底端节51用于可释放地连接如前所述的浮锚23，它包括一个用于跨接锚23的锚体2的细长挂钩103(图22-23)，以便使各挂钩支脚105上的凹入插座104能装入锚体2上的枢轴销17并与该枢轴销配合。各挂钩支脚105上的凸耳106有钻出的孔107，该孔107与锚体2上的孔108对齐并装入固定剪切销109，该固定剪切销109将锚23暂时以正向F平行于轴线20的方式保持在底端节51的挂钩103上，同时使销17与插座104配合。挂钩103的支脚105上的挡块21通过与锚爪3的接触而将锚23绕销钉17的旋转限制在合适的角度范围内。锚的前部缆索(fore-runner line)4a的长度大约比桩柱13的长度长5％，它一端系在锚23的锚链节5上，另一端系在与锚索4相连的铰链连接件(hinge link)110上。铰链连接件110装有凸出的铰接销110A。两个平行的钩子111相互间隔开并安装在控制节66的远离叉臂87的表面74上。各钩子111起到与铰接销110A的凸出端配合的支架的作用，从而使铰链连接件110可拆卸地装在控制节66上，这样，以与垂直方向所成角度小于60°的方向向上拉锚索4即可使铰链连接件110与钩子111脱开。通过将锚索4拉到钩子11上，锚链节挡块35不会过早地松开，随后通过将锚索4绞起，可以很方便地将连接件110从钩子111上脱开，因此该可拆卸的连接使得可以在安装过程中控制锚23的方向方位角(azimuthal direction)。
为了在港内组装，送桩器13和浮锚23的全部部件都放在抛锚船62的甲板61上(图18)，同时使控制节66上的叉臂87(图25-26)与甲板61相接触。通过使销17与插座104配合而将浮锚23装在底端节51上，同时将固定剪切销109插入对齐的孔107和108。套环70(图27)安装在离链条50的底端节为所需距离的链条50的三个链环上。铁块68滑到套环70上并通过销71固定在该套环70上。然后通过控制节66和节48拉链条50，直到铁块68与孔67的远端接触(图27)。再使链条50从远离控制节66的节48中足够伸出，以便使链条末端的链环65能通过销64固定在底端节51上(图30)。一个液压式链条起重机装在控制节66上，以便拉链条50，因此将送桩器13的节压在一起。由链条起重机提供的链条50的拉力等于送桩器13和浮锚23的组合水中浮重。这样拉伸链条50直到铁块68的衬套76上的槽80(图27)被拉至对着控制节66上的锁闩81。然后，将衬套76拧在螺纹77上，并由环78锁定在螺纹77上，这样，可以在链条50的负载正好等于送桩器13和浮锚23的组合水中浮重之前使得锁闩81插入槽80中。然后将链条起重机拆下，并在缆索16和链条50的离铁块68足够远的位置之间安装定向连接器96，链条50的该位置足够使送桩器在以定向连接器96与滚筒60接触的方式悬挂时(图29)，能够旋转离开滚筒60。锚的前部缆索4A与锚23上的锚链节5相连和与铰链连接件110相连，该铰链连接件110再与控制节62上的钩子111配合。这样就结束了在抛锚船62上的组装工作。锚索4在海上安装之前就已经缠绕在辅助锚索承载船的绞盘上。
在海上，抛锚船62和锚索承载船都前进到安装位置，锚索4的一端穿过船62以便连接与桩柱13的控制节66的钩子111配合的铰链连接件110。然后，锚索4可以成曲线形松弛地挂在两船之间，以便提供桩柱13和锚23的方向控制。在船66上，绞盘缆索通过安装在船艉滚筒60附近的滑轮组系在控制节66上，并用于在甲板61上向后拉控制节66，这样，浮锚23和送桩器13通过船艉滚筒60被推至船外。浮锚23和伸出船外的底端节51的重量使得送桩器13在滚筒60上弯曲90°。而通过使铁块68沿控制节66内的孔67轴向移动W/4距离，可以防止在链条50上产生过大的张力。送桩器13这样弯曲90°并横过滚筒60，而链条50的张力仅增加到最大值等于浮锚23和送桩器13的组合水中浮重。当将足够重量的节48放到船外时，送桩器13开始自己下水，同时绞盘102在其放缆索16时提供制动力，最终将送桩器13和浮锚23放至下锚海底10的表面8以下。锚索承载船将锚索4与由抛锚船62放出的缆索16同步放出，并使缆索4保持足够的张力，以便控制送桩器13和锚23的方向方位角，直到锚23埋入海底泥土10中。
由于浮锚23和送桩器13的水中浮重而在链条50中产生的张力将链条50拉长，并使铁块68上的槽80与弹簧锁闩81配合，该弹簧锁闩81在控制节66离开滚筒60时已经由于叉臂87的弹簧驱动运动而释放。该锁闩81防止链条(牵制)包含(containing)，并从而保持链条50的由重量引起的张力。
当缆索16和4放松后，浮锚23由于锚23和送桩器13的组合浮重而穿过下锚海底表面8压入泥土10中(图27)。优选是，缆索16包括升沉补偿器，该升沉补偿器例如包括弹性尼龙部分，以便作为可伸长的、船62的升降运动的吸收器，从而有利于浮锚23平稳穿过表面8。通过由于锁闩81而在链条50内保持的张力，送桩器13的节紧夹在一起，这样，送桩器13就象是刚性桩柱一样。
当锚23和送桩器13完全由海底泥土支承时，通过由抛锚船62的绞盘102上的测压元件发出信号和通过以缆索16的张力减少至等于缆索16的浮重来表示锚23的穿透已经结束。然后，缆索16松弛放出，以便允许船62能够离开送桩器13的位置。锚索承载船再运动到送桩器13正上方的位置并绞起锚索4，这样，铰链连接件110从送桩器13的钩子111上脱开，并将锚索4拉紧。在拉紧的锚索4上作出标记，然后再绞起该拉紧的锚索4，直到该标记移动的距离大约等于送桩器13的两节48的长度。这使锚23和送桩器13一起在海底泥土10中升起，同时使锚23绕插座104内的销钉17枢轴转动(图22-23)，从而使剪切销109分开和使锚爪3离开垂直位置倾斜。再将锚索4放开，从而利用送桩器13的浮重以锚爪3目前的倾斜方向F向下压锚23(图23)。当锚索4向上绞起时，在送桩器13的浮重和锚索4的拉紧力之间形成很大的力偶。当锚索4随后放开时，送桩器13的浮重和作用在锚23上的位移(offset)泥土阻力R之间形成很大的力偶。两个力偶都起到增大锚23的合适旋转的作用。该顺序操作重复数次。每次重复都使锚23的锚爪3进一步远离垂直方向旋转，直到挡块21与锚爪3接触(图23)。该旋转过程，也称为键控(keying)，不会使锚爪3的形心C透入海底表面8的深度减少距离k，该距离k如前所述是由于直埋式锚11(图8)在卸下安装的送桩器13后受到了负载作用。
在将锚索4放松，以便允许锚索承载船离开，从而使抛锚船62能重新位于送桩器13的正上方，因此，绞盘102可以绞起缆索16，以便使送桩器13脱离锚23，并从海底10拉出和拉起至船艉滚筒60。当控制节66与滚筒60接触时，叉臂87推压弹簧89，并逆着弹簧83压锁闩81和使锁闩与铁块68的槽80脱开。这样，铁块68松开并沿孔67运动大约等于W/4的距离，以便允许送桩器13在向上提升越过滚筒60时能弯曲90°，且不会在链条50中产生不希望的额外拉紧力。当全部送桩器13都拉到甲板61上时，停止绞盘102的拖拉工作。
然后，船62向前航行，以便与水平方向成合适角度将锚索4拉入泥土10(图24)中，从而将停泊的物体限制在海面上。锚链节5的合成运动使得锚链节的眼47中的销46(图14-16)将挡块35的板37推至锚23的锚体2的释放位置，以便以后能很容易地收回锚23。然后，以离开被限制的物体的方向拉锚索4，可以使锚链节5在槽29中滑至端头30(图11)，从而在锚23的收回过程中可以使锚23的收回阻力小。
相对于(as for)前面所述的直埋的浮埋式锚1，当负载超过在目标埋设深度所具有的能力时，直埋的浮锚23将沿向下倾斜的曲线轨迹9运动。这样，锚23将增加过载匹配能力。最终，相对于普通的浮埋式锚，浮锚23可在下锚海底10的表面8之下的有限深度处达到最大的承载能力，且不会出现突然失效，因为这时锚的运动是水平的。因此，可以采用标准的浮埋式锚的安全系数1.5。
优选是，锚23和送桩器13可以结合本申请人的共同待审的国际专利申请No.PCT/GB98/01089(公开号No W098/49048)的内容，该申请No.PCT/GB98/01089公开了一种在海锚和直埋式送桩器的外表面上产生润滑油膜的装置。参考图30-33，如前所述，送桩器13的控制节51系在链条50上。节51的上面部分51A包括轴向柱形腔体112和装在活塞杆114上的环形活塞113。环形活塞113和活塞杆114包括一细长柱形腔体115，该腔体115内装有细长的固定活塞116。活塞116的顶端刚性安装在腔体112内的、节51的上面部分51A上。环形活塞113通过键117相对于上面部分51A旋转锁定，该键117可在上面部分51A的内腔体壁面119的内部槽118内滑动。活塞密封环120安装在固定活塞116的底端。可拆卸的固定帽121形成节51的一部分，另外还起到将活塞113保持在腔体112内和安装用于密封活塞杆114的密封环122的作用。因此，节51包括包围活塞116的上部环形腔体123和活塞杆114内的下部柱形腔体115。在节51中，单向阀124和通道125使得腔体123能装入合适的润滑油，单向阀126和穿过固定活塞116的通道127使得腔体115能装入润滑油，因此，活塞杆114能从固定帽121中伸出最长。
活塞113有平行于轴线20的周向通道128，以便起到将流过活塞113的润滑油导入固定帽121的周向通道129中的作用。与通道129连通的多个孔130沿固定帽121的周向等间距隔开，以便作为外部出口孔，将润滑油均匀送至固定帽121的外表面。活塞杆114包括挂钩103，该挂钩103有挂钩支脚105(图30)。通道131从活塞杆114内的腔体115中引出并沿各支脚105通向挂钩103的插座104，并在销17与挂钩103的插座104配合时与锚23的销17内的轴向通道132对齐和相连(图30)。密封环133(图31)在销17和插座104内的挂钩103之间提供可滑动和可脱开的旋转密封。通道134(图30-32)在锚23的锚体2内从销17的通道132延伸到通道135(图30、33)，该通道135平行于锚体2的削尖边缘32和锚爪3的削尖边缘25延伸并进入该削尖边缘32、25。孔136沿边缘25、32等间距布置，以便提供通道135(图30,33)的外部出口孔，从而将润滑油均匀送至锚23的锚体2和锚爪3的外表面。
在使用时，腔体115和123分别通过单向阀126和124装入能生物降解的植物油润滑油137。当锚23如前所述透入下锚海底10的表面8时，在锚23和送桩器13由于它们的组合浮重而被压入海底泥土10中时，泥土阻力R(图22)压迫活塞113和116(图30)，从而使腔体115和123内的润滑油137增压，并迫使润滑油沿通道128、131、132、134和135流动并从孔130和136流出。腔体115与腔体123相隔离保证能够合理分配由于活塞杆114的单位运动而从送桩器13排出的润滑油容积和从锚23中排出的润滑油容积。排出的润滑油137带走经过锚23和送桩器13的外表面的泥土10，因此能大大减小泥土粘接在该表面上的能力。因此，由于泥土粘接而引起的、锚23和送桩器13的外表面的有效表面摩擦力显著减小，同时可以增加穿透下锚海底10的能力，且随后在将送桩器13从下锚海底10收回时显著降低回收载荷。当送桩器13与锚23脱开时，断开润滑油的供给。随后，锚23沿轨迹9的运动将残留的润滑油擦去，从而恢复锚23的摩擦阻力，使它起到前述浮锚的作用。
而且，锚23可以用细长的板件138(图34)代替装在锚体2上的锚链节，该板件138的一端140有锚索安装孔139，另一端有挂钩141，该挂钩141横跨锚体2并装有可滑动和可旋转地插入直槽29中的销36。锚体2有以在槽29的前端28的安装点26为圆心的弓形表面143。挂钩141内侧的挡块144与表面143滑动接触，因此销36保持在点26，直到板件138绕点26的转动使得挡块144的运动方向平行于槽29，从而使销36在槽29内自由滑动。止转剪切销145安装在挂钩141的孔146中，并与锚体2的孔147对齐，起到将细长的板件138保持在角度α′小于95°和优选是小于75°的合适位置。剪切销145的尺寸是这样，当由锚索4作用在孔139上的负载超过一特定值时，该剪切销145将断裂。这使得锚23最初在剪切销145断裂之前起到浮埋式锚的作用，然后起到当进一步拖曳时能大大增加保持力的浮锚的作用。
重量为9kg的浮锚23(图22-24)和重量为126kg的送桩器13在粘性稍微过大的软粘土海底10中进行了试验。前述所有机构和步骤的作用都根设计一样。锚23的形心C(图24)通过送桩器13安装到海底表面8以下的深度为锚爪3的面积的平方根的三倍，当以与海底表面8的水平方向成18°的倾斜角拉锚索4时，锚23提供的保持力是锚重量的53倍(送桩器13刚从海底10中收回后)。进一步拉将会使锚23在被拖曳锚的同时埋得更深，以便产生逐渐增加的保持力，最终在形心C水平运动时保持力变成为锚重量的189倍的常数，同时锚索4以与水平方向成23°倾斜角。用和不用润滑油137(图30)的试验显示润滑油能使锚爪3的形心C的穿透性增加3.2倍，并表明为达到同样的穿透性，在不用润滑油时所需的送桩器13比用润滑油时重三倍。在没有润滑的试验中，锚23的锚爪3的形心C通过送桩器13安装在海底表明8以下的深度为锚爪3的面积的平方根的1.1倍，锚23在从其安装位置开始拖曳时，锚23的保持力逐渐减小并升回至海底表面8上。这些试验证明了通过浮锚23的送桩器进行润滑油安装的效果和避开对锚23的角度α和β的前述Danforth限制的效果。
本说明书提供了本发明的特殊实施例，前述试验显示本发明的目的能够达到。显然，这些实施例的变化形式也在本发明的范围内。例如，可以在送桩器13内用能高度拉伸的合成绳代替链条50，由此可以不需要控制节66中的拉紧力释放机构。
权利要求
1．一种包括锚的埋设装置(13)的投锚装置，其特征在于所示锚的埋设装置(13)与包括浮埋式锚(1)和浮锚(23)中任意一个的海锚一起使用，所述锚的埋设装置(13)用于可释放地与锚配合，使该埋设装置(13)能够将该锚顶推至下锚海底(10)内的、确定埋设位置的一定深度(d)处，并与所埋设位置的锚相互作用，从而能使锚采取这样的位置当用锚索(4)拉时，该锚沿一埋设轨迹(9)运动。
2．根据权利要求1所述的投锚装置，包括海锚和锚的埋设装置(13)，该海锚包括锚爪件(3)和负载作用点(26)，所述锚包括浮埋式锚(1)、直埋式锚(11)或浮锚(23)中的一个，而该埋设装置包括一个细长送桩器(13)，该细长送桩器(13)可拆卸地安装在所述锚上，并用于基本沿正向F将所述锚顶推到下锚海底(10)内，在该正向F上，从锚操作时的负载作用点(26)看，使所述锚爪件(3)的表面的投影面积最小，其特征在于所述锚和所述细长送桩器(13)中的至少一个用于提供作用支点(17)，锚可以绕该支点枢轴转动。
3．根据权利要求1或2所述的投锚装置，其特征在于锚的埋设装置(13)在其自身质量的作用下通过重力将锚(1)顶推到下锚海底(10)内。
4．根据前述任意一项权利要求所述的投锚装置，其特征在于在锚的埋设装置(13)上提供有低摩擦物质材料层。
5．根据权利要求2或4所述的投锚装置，其特征在于在锚上提供有低摩擦物质材料层。
6．根据权利要求2所述的投锚装置，其特征在于当拉力通过系着的锚索(4)作用在锚上时，所述海锚适于绕所述支点(17)枢轴转动。
7．根据前述任意一项权利要求所述的投锚装置，其特征在于用于直接埋设海锚的所述埋设装置(13)包括一细长送桩器(13)，该送桩器(13)可拆卸地安装在所述海锚上，并提供作用支点(17)，当锚由于所述送桩器(13)顶推入下锚海底时，可以绕该支点枢轴转动。
8．根据权利要求2所述的投锚装置，其特征在于海锚(1)的工作形式为在下锚海底(10)表面以下工作的浮锚(23)，所述浮锚(23)包括锚爪件(3)，锚体(2)装在该锚爪件(3)上，所述锚体(2)有用于锚索安装装置(5)的负载作用点(26)，其特征在于垂直于锚爪件(3)的对称平面(X-X)并包括锚爪件(3)的前端头和锚索安装装置的所述负载作用点(26)的一平面与正向F形成的向前开口的顶角α，在该正向F上，当该锚在工作时，从负载作用点(6,26)看，所述锚爪件(3)的表面的投影面积最小，所述角度α的范围为在软的粘性泥土中工作时不小于95°，在无粘性泥土中工作时不小于85°，因此，当锚爪形心(C)埋设在下锚海底表面以下至少所述最大投影面积的平方根的两倍时，通过锚索从锚索安装装置负载作用点(26)作用在锚上的拉力将使锚(1、23)在下锚海底(10)泥土中以位移的主要分量在所述正向F上的方式运动。
9．一种海锚形式的投锚装置，包括锚爪件(3)和在海锚上的、用于安装锚索安装装置(5)的负载作用点(26)，所述海锚的工作形式为在下锚海底(10)表面以下工作的锚，其特征在于垂直于锚爪件(3)的对称平面(X-X)并包括锚爪件(3)的前端头和锚索安装装置的所述负载作用点(26)的一平面与正向F形成的向前开口的顶角α，在该正向F上，当该锚在工作时，从负载作用点(6,26)看，所述锚爪件的表面的投影面积最小，所述角度α的范围为锚在软的粘性泥土中工作时不小于95°，在无粘性泥土中工作时不小于85°，因此，当锚爪形心(C)埋设在下锚海底表面以下至少所述最大投影面积的平方根的两倍时，通过锚索从锚索安装装置负载作用点(26)作用在锚上的拉力将使锚(1、23)在下锚海底(10)的泥土中以位移的主要分量在所述正向F上的方式运动。
10．根据权利要求9所述的投锚装置，其特征在于所述位移分量(9B)超过实际位移(9A)的50％。
11．根据权利要求9所述的投锚装置，其特征在于所述位移分量(9B)超过实际位移(9A)的35％。
12．根据权利要求8或9所述的投锚装置，其特征在于所述顶角(α)在软的粘性泥土中工作时不小于100°，在无粘性泥土中工作时不小于90°。
13．根据权利要求8至12中任意一项所述的投锚装置，其特征在于所述浮锚(23)的特征还在于包括所述锚索安装装置的负载作用点(26)和从锚工作时的所述负载作用点看的锚爪件表面的形心(C)的直线与正向F形成向前开口形心角(β)，该角度(β)在软的粘性泥土中工作时不超过85°，在无粘性泥土中工作时不超过70°。
14．根据权利要求13所述的投锚装置，其特征在于所述心角(β)在该锚(23)在软的粘性泥土中工作时为68°至85°，在无粘性泥土中工作时为50°至65°。
15．根据权利要求14所述的投锚装置，其特征在于所述(β)在软的粘性泥土中工作时不超过80°，在无粘性泥土中工作时不超过60°。
16．根据权利要求8或9所述的投锚装置，其特征在于浮锚(23)包括一个锚爪件(3)，并有刚性安装在该锚爪件(3)上并与所述对称平面(X-X)平行的板形锚体件(2)。
17．根据权利要求16所述的投锚装置，其特征在于所述板形锚体件(2)包括一细长槽(29)，锚索安装装置(5)可在该细长槽内滑动，所述槽(29)有前端(28)和后端(30)，所述槽(29)的前端(28)起到通过拖曳可以使锚(23)埋设得更深的第一锚索安装装置负载作用点的作用，后端(30)位于朝向所述锚体件(3)的后边缘的位置，起到能使锚(23)易于以基本与所述正向(F)相反的方向向后回收的第二锚索安装装置负载作用点的作用。
18．根据权利要求17所述的投锚装置，其特征在于在所述锚体件(2)中，恰好在所述槽(29)的前端(28)之后有滑动挡块装置(35)，以便将所述安装装置(5)限制在所述第一负载作用点(26)上。
19．根据权利要求18所述的投锚装置，其特征在于滑动挡块装置(35)包括释放装置(44、46)，该释放装置与所述锚索安装装置(5)配合，因此，所述安装装置(5)的旋转位移释放所述滑动挡块装置(35)，从而允许所述安装装置(5)在所述槽中向所述锚爪件(3)的后边缘(31)滑动。
20．根据权利要求17至19中任意一项所述的投锚装置，其特征在于所述锚索安装装置包括一细长件(138，图34)，该细长件的一端(140)有一安装点(139)，用于与锚索(4)相连，另一端有一带有销钉件(36)的挂钩(141)，该销钉件用于可滑动和可旋转地插入所述锚体件(2)的所述槽(29)中。
21．根据权利要求20所述的投锚装置，其特征在于所述锚体件(2)包括一个以所述第一负载作用点(26)为圆心的弓形表面(143)，所述细长件(138)包括一挡块(144)，该挡块可在弓形表面(143)上滑动配合，因此，所述销钉件(36)保持在所述槽(29)的第一负载作用点(26)上，直到该细长件(138)绕负载作用点(28)的旋转使得挡块(144)的运动方向平行于槽(29)，从而使销钉件(36)在锚体件(2)的槽(29)中自由滑动。
22．根据权利要求21所述的投锚装置，其特征在于所述锚(23)包括可释放的旋转挡块装置(145)，当所述销钉件(36)在所述第一负载作用点(26)时，该旋转挡块装置(145)在相对于所述锚体件(2)的预定位置处挡住所述细长件(138)的旋转。
23．根据权利要求22所述的投锚装置，其特征在于所述细长件(138)的长度是这样，当该细长件(138)由于所述可释放的旋转挡块装置(145)而停止转动时，垂直于所述对称面(X-X)且包含所述锚爪件(3)的前端头和细长件(138)上的所述安装点的平面与所述正向F形成向前开口的角(α’)，该角度(α’)不超过95°。
24．根据权利要求23所述的投锚装置，其特征在于所述向前开口的角(α’)不超过75°。
25．根据前述任意一项权利要求所述的投锚装置，其特征在于所述锚的埋设装置(13)包括一细长送桩器，该送桩器在受到例如由于送桩器(13)横过弯曲表面而引起的横向力时能弯曲回收，该弯曲表面例如是抛锚船(62)(图18)的船艉滚筒(60)。
26．根据权利要求1所述的投锚装置，成用于直接埋设海锚的埋设装置(13)的形式，所述埋设装置(13)包括一细长送桩器，该细长送桩器可拆卸地安装在海锚上，其特征在于所述送桩器在受到例如由于送桩器(13)横过弯曲表面而引起的横向力时能弯曲回收，该弯曲表面例如是抛锚船(62)(图18)的船艉滚筒(60)。
27．根据权利要求25或26所述的投锚装置，其特征在于所述送桩器(13)包括一个系在收放缆索(50)上的底端节(51)，它还包括多个由所述底端节(51)支承的本体节(48)。
28．根据权利要求27所述的投锚装置，其特征在于所述本体节(48)基本环绕所述收放缆索(50)。
29．根据权利要求27或28所述的投锚装置，其特征在于所述节(48)通过使一个节(48)上的凸起(52)与相邻节(48)上的凹口(55)对齐而安装在一起。
30．根据权利要求27至29中任意一项所述的投锚装置，其特征在于所述收放缆索(50)形成穿过所述本体节(48)的轴线。
31．根据权利要求27至30中任意一项所述的投锚装置，其特征在于在所述本体节(48)内的所述缆索(50)的至少一部分包括绳索和链条中的至少一个。
32．根据权利要求27至30中任意一项所述的投锚装置，其特征在于在所述本体节(48)内的所述缆索(50)的至少一部分由弹性可伸长材料制成，例如聚酯绳。
33．根据权利要求27至32中任意一项所述的投锚装置，其特征在于当在所述本体节(48)内的所述缆索(50)在所述送桩器(13)垂直悬挂时在拉紧力的作用下伸长时，所述缆索(50)通过一个在上部本体节(66)和所述缆索(50)之间作用的缆索止动装置(81)而防止放松，因此，所述本体节(48)保持轴向压缩的状态，这使得所述细长送桩器(13)有一定程度的横向刚性，从而当所述送桩器(13)通过与海底表面接触而至少部分被支承时能抗弯曲。
34．根据权利要求33所述的投锚装置，其特征在于所述缆索止动装置(81)是可释放的，因此，当所述所述送桩器(13)被拉起并弯过所述弯曲表面时，所述缆索(50)在送桩器(13)内放松，以便允许缆索(50)和上部本体节(66)之间有相对轴向运动，从而避免缆索(50)由于送桩器(13)的弯曲而过分拉长。
35．根据权利要求34所述的投锚装置，其特征在于所述缆索止动装置(81)可通过与所述弯曲表面接触的促动器(87)的运动而释放。
36．根据权利要求33至35中任意一项所述的投锚装置，其特征在于所述缆索止动装置(81)包括位于所述缆索(50)和所述上部本体节(66)中的一个上的齿形件，该齿形件插入位于缆索和上部本体节(66)中的另一个上的凹口件(76)的凹口(80)中。
37．一种埋设包括锚爪件(3)的浮锚(23)的埋设装置，包括一锚索(4)，该锚索通过细长刚性件锚索安装装置(138)安装在浮锚上，所述细长刚性件在其一端有第一安装点，用于安装锚索(4)，在其另一端有第二安装点，用于安装在锚(23)上的所述锚索安装装置负载作用点(26)上；其特征在于有可释放的旋转挡块装置(145)，用于保持该细长件相对于锚(23)的位置，使垂直于所述对称面(X-X)且包含所述锚爪件(3)的前端头和所述第一安装点的平面与正向F形成向前开口的角(α’)，在该正向F上，从锚操作时的负载作用点(26)看，使所述锚爪件(3)的表面的投影面积最小，该角度α’小于75°，以便当该锚(23)在下锚海底表面拖曳时增强对下锚海底表面的穿透，但是当所述锚爪埋入下锚海底泥土中时，该旋转挡块装置由于所述锚爪(3)上的泥土负载而释放。
38．根据权利要求37所述的埋设装置，其特征在于所述细长刚性件在所述第二安装点有一挂钩(141)，该挂钩装有销钉件(36)，用于可滑动和可旋转地插入所述浮锚(23)的所述锚体件(2)的所述槽(29)中。
39．一种投锚装置包括一锚的埋设装置，该埋设装置成细长送桩器(13)的形式，其底端用于可拆卸地安装在海锚(1、11、23)上，所述送桩器(13)用于穿过下锚海底(10)将所述锚(1,11,23)顶推至海底下面的埋设位置，其特征在于送桩器(13)包括用于供给润滑流体的装置，以便在投锚装置上提供一层低摩擦物质，所述润滑油供给装置包括活塞-气缸装置(112、113、114)，该活塞-气缸装置为油箱装置(115、123)提供润滑油；传送通道(122、131、132、134、135)，用于将润滑油从油箱装置(115、123)中送出，从而提供所述低摩擦层，润滑油通过活塞和气缸之间的相对运动进行传送。
40．根据权利要求39所述的投锚装置，其特征在于为了使活塞和气缸之间有相对运动以便传送润滑油，利用了由于送桩器(13)与系着的锚一起穿过下锚海底(10)运动而在装置上产生的下锚海底材料的压力作用。
41．根据权利要求39或40所述的投锚装置，其特征在于所述油箱装置包括分开的油箱部分(115、123)，以便分别向送桩器(13)和系着的锚(23)单独供给润滑油。
42．一种投放浮埋式锚(1)或直埋式锚(11)或浮锚(23)的方法，包括可拆卸地将细长送桩器(13)通过枢轴(17)可枢轴转动地装在锚(1、11、23)上，并通过送桩器(13)基本以从系在锚索(4)上的锚索安装装置(5)的负载作用点(26)看，使锚的锚爪件(3)的表面的投影面积最小的方向将所述锚顶推入下锚海底(10)，直到锚爪件(3)的形心(C)埋设在下锚海底(10)表面以下至少锚爪件(3)的最大投影面积的平方根的两倍，再在将送桩器(13)从埋设的锚(1、11、23)脱开之前拉起所述锚索(4)，以便使锚爪件(3)通过相对于送桩器(13)的转动作用旋转至在下锚海底(10)的泥土中的工作姿态。
43．根据权利要求42所述的方法，其特征在于所述锚(1、23)包括如权利要求9至23中任意一项所述的锚。
44．根据权利要求42或43所述的方法，其特征在于所述送桩器(13)包括如权利要求26至36中任意一项所述的送桩器。
全文摘要
一种海锚结构,其中海锚(1、23)通过细长送桩器(13),尤其是通过其自身重量和送桩器的重量而垂直埋入下锚海底(10)中。该送桩器(13)有底部挂钩部分(103),用于通过支点销(17)可拆卸地由锚体(2)装在锚(1)上,因此,锚(1)可用相对于该底部部分(103)转动。为了进行最初的穿透,锚(1)保持在前进阻力最小的位置,尤其是锚爪(3)的正向F平行于送桩器轴线(20),这通过锚(1)和底部部分(103)之间的剪切销(109)实现。当锚(1)埋入优选深度(d)时,尤其是埋入至少锚爪最大投影面积(从垂直与方向F的方向看)的平方根的两倍时,通过拉系着的锚索(4/4A),使得剪切销(109)断裂和使锚(23)绕支点轴旋转直到由送桩器(13)上的挡块(21)挡住,从而使锚(23)运动至锚的设定位置。该送桩器(13)能够再拉起和回收。所述投锚装置与现有的直埋式结构相比,投锚性能有相当大的改进。
文档编号B63B21/40GK1325352SQ9981296
公开日2001年12月5日 申请日期1999年10月29日 优先权日1998年10月30日
发明者彼得·布鲁斯 申请人:布鲁帕特有限公司