ITSA20070019U1 - SEA LAB - INNOVATIVE FLOATING LABORATORY INAFFONDABILE IN SPECIAL STEEL FOR THE MONITORING OF THE SURFACE AND DEEP MARINE ENVIRONMENT, FOR SAFETY AT SEA, FOR THE CONTROL OF AQUACULTURE - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DEL MODELLO DI UTILITÀ UTILITY MODEL DESCRIPTION

TITOLO DESCRIZIONE del modello avente per TITOLO TITLE DESCRIPTION of the model having as TITLE

"SEA LAB - Innovativo laboratorio galleggiante inaffondabile in acciaio speciale per il monitoraggio dell'ambiente marino superficiale e profondo, per la sicurezza in mare, per il controllo degli impianti di acquacoltura" "SEA LAB - Innovative unsinkable floating laboratory in special steel for monitoring the surface and deep marine environment, for safety at sea, for the control of aquaculture facilities"

RIASSUNTO SUMMARY

Il laboratorio galleggiente (nel seguito denominato SEA LAB) ha le caratteristiche di una stazione meteorologica ed oceanografica off-shore installata su un contenitore cilindro-conico metallico opportunamente chiuso da una botola a tenuta stagna Tecnologicamente esso é un "computer case" in acciaio per ambienti fluidi estremi ed a tenuta stagna, utilizzato per l'alloggiamento del sistema di alimentazione elettrica, dell'unità di elaborazione dei segnali digitali provenienti da sensori di superficie e di profondità, e del sistema di ricetrasmissione digitale The floating laboratory (hereinafter referred to as SEA LAB) has the characteristics of an off-shore meteorological and oceanographic station installed on a cylindrical-conical metal container suitably closed by a watertight hatch Technologically it is a steel "computer case" for environments extreme and watertight fluids, used for housing the power supply system, the processing unit for digital signals from surface and depth sensors, and the digital transceiver system

Esso è dotato di un sistema di galleggiamento formato da boe a foro passante (minimo n. 4, massimo n. 32) innestate su quattro assi che partono dal contenitore e sono posizionati a 90 gradi. It is equipped with a flotation system consisting of through-hole buoys (minimum 4, maximum 32) grafted on four axes that start from the container and are positioned at 90 degrees.

Il laboratorio galleggiante è inoltre dotato di opportuno sistema misto di ancoraggio con bitte per ormeggio a banchine o corpi galleggianti, e con anelli per ormeggio in rada The floating laboratory is also equipped with a suitable mixed anchoring system with bollards for mooring to docks or floating bodies, and with rings for mooring in the roadstead.

Elementi innovativi dei laboratorio galleggiante sono: Innovative elements of the floating laboratory are:

1) il COLLARE di acciaio ad inclinazione variabile alloggiato sui case per l'aggancio delle celle fotovoltaiche; 1) the steel COLLAR with variable inclination housed on the houses for the connection of the photovoltaic cells;

2) lo STABILIZZATORE ad anello circolare con quattro assi solidali mobili dotati di opportune boe galleggianti con funzioni di antiaffondamento, di antibeccheggio, e di ancoraggio a bitte e ad anello; 2) the circular ring STABILIZER with four movable integral axes equipped with suitable floating buoys with anti-sinking, anti-pitching, and anchor and ring anchoring functions;

3) il GANCIO multiplo connesso agli assi stabilizzanti per l'ancoraggio spaziale in rada e per il consolidamento dello stabilizzatore. 3) the multiple HOOK connected to the stabilizing axes for the spatial anchoring in the harbor and for the consolidation of the stabilizer.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

1 microcomputer in questi ultimi anni hanno raggiunto livelli tecnologici impensabili per la presenza di differenti ed indipendenti elementi; in particolare parliamo di velocità di elaborazione a basso consumo di energia, di capacità di memorizzazione su memorie non volatili alio stato solido, di potenza di connessione digitali a periferiche di input/output e di ampiezza sui canali di ncetrasmissione wireless con il protocollo TCP/IP. The microcomputer in recent years has reached technological levels unthinkable due to the presence of different and independent elements; in particular we are talking about processing speed with low energy consumption, storage capacity on non-volatile solid-state memories, digital connection power to input / output peripherals and amplitude on wireless transmission channels with the TCP / IP protocol .

D'altro canto il processo di miniaturizzazione ha raggiunto dimensioni tali che su una unica scheda di dimensioni 7 cm x 10 cm {microcomputer nella versione PICO) possono essere presenti non solo il microprocessore e le memorie, ma anche tutte le interfacce per le periferiche di input/output locali (memorie allo stato solido, datalogger, e periferiche di input a protocollo TCP/IP, etc.) e per i canali di telecomunicazione wireless, On the other hand, the miniaturization process has reached such dimensions that on a single 7 cm x 10 cm board (microcomputer in the PICO version) not only the microprocessor and the memories can be present, but also all the interfaces for the peripherals. local input / output (solid state memories, data loggers, and TCP / IP protocol input peripherals, etc.) and for wireless telecommunication channels,

Infine, l'adozione dì microcontrollon a basso consumo di energia permette di utilizzare celle fotovoltaiche e accumulatori di supporto a lunga durata Finally, the adoption of low energy consumption microcontrollons allows the use of photovoltaic cells and long-lasting support accumulators.

Pertanto microcontrollori a basso consumo dì energia, memorie centrali di grossa capacità, memorie di massa allo stato solido, datalogger analogici/digitals programmabili, sofisticati sensori digitali, sistemi di telecomunicazione wireless, software di sistema avanzati costituiscono il mix ottimale per sviluppare sistemi di controllo complessi in nuove aree applicative con soluzioni innovative perché si possiedono ‘computer case“ utilizzabili in ambienti estremi. Therefore, low energy consumption microcontrollers, large capacity central memories, solid state mass memories, programmable analog / digitals data loggers, sophisticated digital sensors, wireless telecommunication systems, advanced system software make up the optimal mix for developing complex control systems. in new application areas with innovative solutions because they have 'computer cases' that can be used in extreme environments.

Ovviamente in questi ambienti non è pensabile che le periferiche di input/output {sensori/antenne) siano separati così come non è pensabile che il contenitore del controllore sia separato dai sistema per l'ambientamento, per cui l'insieme pur appartenendo alla famìglia dei computer case somiglia ad un laboratorio galleggiane su fluido. Nel seguito verrà indicato come SEA LAS. Obviously in these environments it is unthinkable that the input / output peripherals (sensors / antennas) are separate just as it is unthinkable that the controller container is separate from the system for the setting, so the whole, even though it belongs to the family of computer case resembles a laboratory floating on fluid. Hereinafter it will be referred to as SEA LAS.

Pertanto il modello di utilità SEA LAB del presente progetto vuole essere una soluzione innovativa di Computer Case per ambienti fluidi complessi (fiumi, laghi, mare, etc.) per la presenza contemporanea sia di materiali inquinanti e/o corrosivi e sia di ambienti dinamicamente difficili quale il moto ondoso e/o le correnti superficiali e profonde. Therefore the SEA LAB utility model of this project aims to be an innovative Computer Case solution for complex fluid environments (rivers, lakes, sea, etc.) due to the simultaneous presence of both polluting and / or corrosive materials and dynamically difficult environments. such as wave motion and / or surface and deep currents.

Esso nasce in modo non esclusivo per l'ambiente marino costiero anche se i disegni allegati si rifanno a questo ambiente Come si può vedere dalla tav. 1, elementi caratteristici sono; It was created in a non-exclusive way for the coastal marine environment even if the attached drawings refer to this environment. 1, characteristic elements are;

1 il sistema di supporto per sensori meteorologici fisici, sensori acustici, e sensori ottici su asta in metallo speciale per ambiente di superficie; 1 the support system for physical meteorological sensors, acoustic sensors, and optical sensors on special metal rod for surface environment;

2. il sistema di supporto per sensori ambientati di tipo fisici e chimico/fisico, di sensori acustici e di sensori ottici su cannula in metallo speciale per ambiente di profondità; 2. the support system for physical and chemical / physical sensors, acoustic sensors and optical sensors on a special metal cannula for depth environments;

3, il sistema di telecomunicazione wireiess plurifrequenza su asta in metallo speciale comprensivo del sistema dì sicurezza a mare; 3, the multi-frequency wireiess telecommunication system on a special metal rod including the safety system at sea;

4 il contenitore in acciaio speciale a tenuta stagna per l'alloggiamento del sistema di alimentazione elettrica, dell'unita di elaborazione di segnali digitali provenienti da sensori di superfìcie e di profondità, e del sistema di ricetrasmissione digitale, 5, il sistema di stabilizzazione a profondità variabile per ottimizzare gli effetti del moto ondoso e delle correnti superficiali e profonde mediante anello in acciaio speciale ed aste per l'alloggiamento di boe ad anello, 4 the container in special watertight steel for housing the electrical power supply system, the processing unit for digital signals coming from surface and depth sensors, and the digital transceiver system, 5, the stabilization system variable depth to optimize the effects of wave motion and surface and deep currents by means of a special steel ring and rods for housing ring buoys,

6, il sistema misto pluriassiale di ancoraggio per ormeggio sia a banchine e sia in rada 6, the mixed pluriaxial anchoring system for mooring both at quays and at anchor

In tavola 1 sì possono vedere gli elementi innovativi- Essi sono: In table 1 you can see the innovative elements - They are:

1. il COLLARE dì acciaio ad inclinazione variabile alloggiato sul contenitore per l'aggancio delle celle fotovoltaiche. 1. the steel COLLAR with variable inclination housed on the container for hooking the photovoltaic cells.

2. lo STABILIZZATORE ad anello circolare con quatro assi solidali mobili dotato dì opportune boe galleggianti per funzioni di antiaffondamento, di antibeccheggio e di ancoraggio a bitte e ad anello; 2. the circular ring STABILIZER with four movable integral axes equipped with suitable floating buoys for anti-sinking, anti-pitching and anchor and ring anchoring functions;

3. il GANCIO multiplo connesso agli assi stabilizzanti per l'ancoraggio spaziale in rada e per il consolidamento dello stabilizzatore. 3. the multiple HOOK connected to the stabilizing axles for the spatial anchoring in the roadstead and for the consolidation of the stabilizer.

Il COLLARE ad inclinazione variabile serve per permettere una ottimale esposizione di un sistema di celle fotovoltaiche alle radiazioni solari Trattasi di una vite senza fine che sposta di pochi gradi un anello metallico posto sul contenitore mosso da un micromotore sensibile alle variazioni elettriche di una cella fotovoltaica di riferimento, Lo STABILIZZATORE ad anello è l'elemento innovativo base del SEA LAB. Esso non solo evita il ribaltamento del contenitore ma assicura la galleggiabilità tramite quattro assi posizionati a 90 gradì e dotati di boe galleggianti a foro passante. Il numero delle boe è variabile da 4 a 32. Gli assi sono bracci mobili a profondità variabile e sono fissati all’anello con sistema innovativo a cuneo che permette lo spostamento radiale, La tav, 2 ne interpreta il comportamento. The COLLAR with variable inclination is used to allow optimal exposure of a photovoltaic cell system to solar radiation.This is a worm that moves a metal ring placed on the container by a few degrees moved by a micromotor sensitive to the electrical variations of a photovoltaic cell of reference, The ring STABILIZER is the basic innovative element of the SEA LAB. It not only avoids the overturning of the container but ensures buoyancy through four axes positioned at 90 degrees and equipped with floating buoys with through hole. The number of buoys varies from 4 to 32. The axes are movable arms with variable depths and are fixed to the ring with an innovative wedge system that allows radial displacement. Table 2 interprets their behavior.

La tav, 3 evidenzia alcuni aspetti costruttivi mediante vista dall'alto. In particolare è illustrato il fissaggio dell'anello del contenitore ed il meccanismo di spostamento radiate dei quattro assi che supportato dalle boe a foro passante modificano la distanza contenitore livello del fluido. 1 ganci posizionati alla fine degli assi determinano il processo dì stabilizzazione del moto ondoso per effetto di una variazione della superficie galleggiante. Table 3 highlights some constructive aspects through a top view. In particular it is illustrated the fixing of the container ring and the radiate movement mechanism of the four axes which, supported by the buoys with through hole, modify the distance between the container and the fluid level. The hooks positioned at the end of the axes determine the stabilization process of the wave motion due to a variation in the floating surface.

il GANCIO multiplo presente alla base degli assi stabilizzanti viene utilizzato non solo per l'ancoraggio in rada con ancora ed eventualmente con corpo morto ma soprattutto per il consolidamento dello stabilizzatore. In effetti, il moto ondoso provoca delle variazioni puntuali sulla quota superficie/fondo mentre opportune catene col legate tra ì ganci multipli provocano oscillazione al sistema degli assi stabilizzanti in senso opposto al moto ondoso con conseguente variazione della distanza superficie/anello In tav, 1 sono visibìli le forme spaziali di questi ganci, the multiple HOOK present at the base of the stabilizing axles is used not only for anchoring at anchor with anchor and possibly with dead body but above all for consolidating the stabilizer. In fact, the wave motion causes punctual variations on the surface / bottom elevation while suitable chains connected between multiple hooks cause oscillation of the stabilizing axis system in the opposite direction to the wave motion with consequent variation of the surface / ring distance. the spatial shapes of these hooks are visible,

La tav. 2 illustra in forma dettagliata le caratteristiche dimensionali che sono alla base della stabilizzazione di SEA LAB. In particolare viene indicato con la lettera A la quota asta metereologìca/anello e con la lettera B la lunghezza dell'asse stabilizzante. The table 2 illustrates in detail the dimensional characteristics that are the basis of the stabilization of SEA LAB. In particular, the value of the weather rod / ring is indicated with the letter A and the length of the stabilizing axis with the letter B.

E' indicato con Y il raggio dell'anello stabilizzante e con K la distanza tra il punto terminale dell'asse con la verticale dell'anello, in effetti, Y definisce la superficie di una zattera virtuale, mentre K definisce il livello di affondamento e quindi la stabilizzazione. Y indicates the radius of the stabilizing ring and with K the distance between the terminal point of the axis and the vertical of the ring, in effect, Y defines the surface of a virtual raft, while K defines the sinking level and hence stabilization.

Per valori di A compresi tra 1 ,000 mm e 4,000 mm l'angolo a ottimale va da un massimo di 45 gradi ad un minimo di 15 gradi, Per valori dì B compresi da 200 mm a 1.600 mm l'angolo β ottimale va da un massimo 90 gradi ad un minimo dì 15 gradi. Secondo questi valori è possibile determinare sia il valore ottimale di Y e sia il valore medie di K For values of A between 1,000 mm and 4,000 mm the optimal angle a ranges from a maximum of 45 degrees to a minimum of 15 degrees, For values of B between 200 mm and 1,600 mm the optimal β angle ranges from a maximum of 90 degrees to a minimum of 15 degrees. According to these values it is possible to determine both the optimal value of Y and the average value of K.

In tav, 3 è riportato il sistema di stabilizzazione nel suo insieme oggetto del brevetto. Table 3 shows the stabilization system as a whole which is the subject of the patent.

Claims (1)

RIVENDICAZIONI Si laboratorio galleggiante SEA LAB pur essendo innovativo nel suo complesso possiede un elemento essenziale che viene rivendicato come oggetto del brevetto. Si tratta in particolare del sistema di stabilizzazione al moto ondoso e alle correnti superficiali che è stato ideato, progettato e realizzato. Gli elementi costitutivi del sistema di stabilizzazione sono: 1. lo STABILIZZATORE ad anello di raggio Y al quale si agganciano quattro assi posizionati a 90 gradi l'uno dall'altro mobili e ruotabili intorno all'anello da un minimo di 15 gradi ad un massimo di 90 gradi rispetto alla verticale dell'anello, 2. Quattro ASSI mobili dotati di galleggianti che modulano il comportamento superficiale delle onde; 3. GANCI multipli che oltre a garantire l'ancoraggio spaziale mobile in senso opposto al moto ondoso permettono una flessibilità in funzione della Pertanto, in base a queste novità si intende rivendicare il sistema di stabilizzazione come oggetto del brevetto.CLAIMS Although SEA LAB floating laboratory is innovative as a whole, it has an essential element that is claimed as the subject of the patent. In particular, this is the wave and surface current stabilization system that was conceived, designed and built. The constituent elements of the stabilization system are: 1. the Y-radius ring STABILIZER to which four axes positioned at 90 degrees one from the other are coupled, movable and rotatable around the ring from a minimum of 15 degrees to a maximum of 90 degrees with respect to the vertical of the ring , 2. Four mobile AXES equipped with floats that modulate the surface behavior of the waves; 3. Multiple HOOKS which, in addition to guaranteeing the mobile spatial anchoring in the opposite direction to the wave motion, allow flexibility according to the Therefore, on the basis of these innovations it is intended to claim the stabilization system as the subject of the patent.