CN102161374B

CN102161374B - 链制动设备

Info

Publication number: CN102161374B
Application number: CN201110078316.9A
Authority: CN
Inventors: H·莫伯格; J·霍维克; K·H·奥德加德
Original assignee: Aker Pusnes AS
Current assignee: Mcgregor Norway Ltd
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2031-02-18
Also published as: NO20100258A1; KR20110095834A; KR101814204B1; NO333043B1; CN102161374A; BRPI1100247A2

Abstract

本发明涉及链制动设备，具体地公开了一种用于被绞盘操作的锚链的链制动设备，包括用于链节(5，9)的导向装置(14a，b，15)。链制动元件(2)可在不与链节接触的第一位置、与链节非制动接触的第二位置以及与链节制动接触的第三位置之间操作。链制动元件(2)进一步包括用于邻接抵靠第一链节(9)的至少一个第一邻接装置(23a，b)，以及用于邻接抵靠链制动设备中对应的静止第三邻接装置(10a，b)的至少一个第二邻接装置(19a，b)。

Description

链制动设备

技术领域

本发明涉及一种控制链运动的设备。更具体地说，本发明涉及一种用于制动并锁定锚链运动的设备，如权利要求1的前序部分所陈述的。

背景技术

在航运业中有一种趋势：将船舶系泊在比原先更远的海域(远离港口以及受保护的水域)。这是由船东或船长在经济上和/或操作上的优选以及世界各地的港口变得越来越拥挤的事实导致的。

这样的离港系泊，在水域中的船舶暴露在巨大的海浪作用力中，可能使得船舶的锚定系统遭受其未对之进行设计的动态负载。一种典型的起锚机(锚绞盘)系统被设计用来将锚和锚链从深度大约为80至100米(锚链断裂负载的7至10％)的水中以每分钟9米的速度提起。在开阔水域中的一个特别的问题是：在提升锚的时候可能产生强烈的波浪，引起比起锚机和辅助装备已设计的负荷更大的负荷。由于锚爪上的海床泥沙产生的阻力，这些负荷可能会增大。因此，该起锚机承受超过其容量的负荷，给该绞盘提供动力的液压马达将会出现故障，并且该锚链将以不可控的方式掉入海水中。后果也可能是对液压系统造成不可弥补的破坏。该情况可能会危及到该船舶及其船员的安全。

链制动器被用在船舶上，当锚已经降下时用来锁定锚链，并且因此当船舶锚定时用来释放起锚机。常用的链制动器包括开式滑道，该滑道支撑与滑道平行的链的水平链节并且为链的竖直链节提供导向槽。

本领域的现有技术包括GB1592884，其涉及当系泊或锚定船舶时用来锁定锚链的链制动器，例如当船舶锚定或者系泊到系泊浮体时用于释放起锚机的链制动器。该链制动器包括锁定体，其能够来回运动与水平链节锁定接合。

本领域的现有技术还包括EP0379848B1，其描述了用于收紧锚链的链制动器，以便当该锚处于其存放位置时保持锚链紧密接触抵靠邻接部。该链制动器包括具有导向槽的滑道，在锚降低和拖拽的操作期间，该锚链在导向槽中被导向，并且支撑结构被刚性附接到链制动器的框架并从其沿向上方向延伸，使得该支撑结构枢转地支撑可伸长和可收回的链收紧装置，其可在该导向槽之上的不可操作位置以及在该链收紧装置在导向槽中与该锚链的链节动力致动接触的可操作位置之间枢转，以便促使该锚链基本处于沿着导向槽的拖拽方向。

在另一个已知的链制动器中，该锁定动作例如通过结实的棒实现，该棒可以横向于锚链而被降低，以抵靠邻接部来锁定竖直链节。因此，本领域的现有技术还包括JP10059272，其描述了一种具有框架的锚链控制设备，该框架具有由引导锚链运动的导向辊以及导向槽构成的导向构件。轴沿着与锚链运动方向相同的方向安装在框架的两侧上。制动器被布置成在该轴上滑动，并且以与锚链运动方向交叉的方向旋转。

为了克服这些缺陷并且获得更多的优点，本申请人设计和具体化了本发明。

发明内容

本发明已在主权利要求中阐明和描述，同时从属权利要求描述了本发明的其他特征。因此，本发明包括一种用于被绞盘操作的锚链的链制动设备，该设备包括用于链节的导向装置，其特征在于：在不与链节接触的第一位置、与链节非制动接触的第二位置以及与链节制动接触的第三位置之间可操作的链制动元件，所述链制动元件进一步包括用于邻接抵靠第一链节的至少一个第一邻接装置，以及用于邻接抵靠所述链制动设备中对应的静止第三邻接装置的至少一个第二邻接装置。

在一个实施例中，所述导向装置包括用于滑动接合第一链节的导向槽和用于滑动接合第二链节的第一导向面，并且第三邻接装置包括倾斜邻接面，该倾斜邻接面在所述导向面的至少一个凹陷部分中。

优选地，所述制动元件包括一支撑面，该支撑面用于当所述链运动经过所述设备时滑动接合第一链节。在一个实施例中，所述支撑面包括磨损元件。

在一个实施例中，所述链制动元件可绕支点(fulcrum)在所述第一、第二和第三位置之间枢转，并且进一步包括可经由杆件绕所述支点枢转的重物，由此所述元件的负载可以选择性地增加和减小。

有利地，所述设备包括与所述第三邻接装置的较低区域流体连通的排放开口。

根据本发明的链制动设备能够自动地并且在很短时间内制动和锁定开始滑出绞盘的锚链(例如，当提升锚的时候)，从而防止巨大的动态负载被传递至所述绞盘(例如，起锚机马达和辅助装备)，并且防止所述锚链不可控制地冲入水中。

根据本发明的链制动设备还可以在锚链处于静止状态时用作常规的链制动器，例如，当所述锚处于针对船体的存放位置时，当所述锚被安置在海床上时，或者船舶系泊到浮体或类似物上时。

根据本发明的链制动设备可适用与现有的船只，从而避免了绞盘装备(例如起锚机和液压马达)的昂贵的改造。

附图说明

本发明的这些和其它特性将从作为非限制性示例给出的以下实施例优选形式的说明并参照附图而变得清晰，附图中：

图1是根据本发明的链制动设备的一个实施例的透视图；

图2是类似图1的透视图，其中，为了说明该设备中的特定部件，该设备的一些部分被示作为透明的(线图)；

图3是一个该链制动设备的一部分的特写透视图，移除了特定的元件；

图4是用于该链制动设备的棘爪的第一实施例的透视图；

图5是该链制动设备的另一个透视图，移除了特定的元件；

图6是该链制动设备的一部分的侧视图，其中，为了说明该链制动设备中的特定部件，该设备的一些部分被示作为透明的(线图)；

图7是类似图6的视图，示出了配重的运行位置；

图8-12是示出了链制动设备的操作的不同阶段的透视图，并示出了棘爪的第二实施例；

图13是示出了棘爪处于链锁定位置时的透视图；

图14是放大的侧视图，示出了棘爪处于链锁定位置；

图15和图16是示出邻接面的角度的作用的示意性侧视图；

图17是该链制动设备处于未激活模式的透视图，即，棘爪被提升远离锚链，以及

图18是具有指状物的棘爪的一个实施例的示意性侧视图，该指状物具有成角度的外部分。

具体实施方式

参考附图，首先参考图1和图2，根据本发明的链制动设备包括框架，其在所述实施例中由两块竖立的板元件4a、4b构成，该板元件4a、4b在其下端通过常规方式附接到舶舶甲板(未示出)。该设备可替换常规的链制动器，并因此被焊接到起锚机和锚链筒之间的甲板。锚链16(仅示出其一部分)延伸通过该链制动设备，沿船内方向朝向绞盘(未示出)，由标着“I”的箭头示出，并且沿船外方向朝向锚链筒(未示出)和大海，由标着“O”的箭头示出。因此，当锚链被放松离开船舶，它沿“O”方向运动，当其被拉回的时候，例如与锚的提升有关，所述链沿“I”方向运动。这些操作是本领域已知的，因此没有作进一步的解释。

锚链16包括多个单独的链节，其在常规方式中以交替方式大致垂直于彼此定向。因此，附图标记5示出了直立的或者实际上竖直的链节，同时附图标记9示出了平卧的或者实际上水平的链节。为了进行描述，所述链节将被称为竖直链节5和水平链节9，尽管所述方位可能并不是严格的竖直或者水平。

该链制动设备还包括导向辊12，用来以预定方式改变链的方向。这种本领域已知的导向辊在所示实施例中包括用于竖直链节5的凹槽和用于水平链节9的垂直定向的支撑面(例如参见图5)。该导向辊也可包括其他已知的设计，如具有多个用于链节的“凹穴(pocket)”。

该链制动设备还包括一个静止的链导向部分，更具体地说，包括用于水平链节9的导向面14a、14b以及用于竖直链节5的导向凹槽15(例如参见图3和图5)。

棘爪2经由可旋转部分2b被可旋转地支撑在板元件4a、b中的匹配支撑部2a中。因此，棘爪2可以从非激活位置远离链(见图17)旋转到激活位置，在非激活位置中，棘爪2被提升，在激活位置中，棘爪2搁置在链上，例如在图2、图7以及图8中所示。棘爪2还设置有可旋转杆件3，配重7附接到可旋转杆件3的自由端。为了调节该棘爪承担向下到锚链的负载，该杆件3可以被转动。图2和图7是两个端部位置的示例，大约分开180°。图7示出了该棘爪施加了最大的负载到该锚链的位置(通过配重提供)，而图2示出了另一个极端情况，其中，链上的负载较小。当杆件3处于图2所示的位置时，其也可以用作把于，操作者可以借以将棘爪提升到其非激活位置。

参考图4，棘爪2还包括两个“指状物”17a、b，在它们之间限定了用于容纳竖直链节5的开口21(参见例如图7)。每个指状物17a、b包括：链邻接面23a、b，链邻接面23a、b用于在棘爪处于链制动位置时邻接抵靠水平链节9(参见例如图6)；滑动面20a、b，滑动面20a、b用于在链被拉到绞盘中时滑动接合水平链节9的上侧；以及邻接面19a、b，其功能将在下面说明。

在一个替代实施例中，滑动面20a、b设置有单独的磨损元件22a、b，如图9所示。磨损元件22a、b可以由例如尼龙的合成材料制成，并用来减小金属棘爪和链节之间的摩擦。这减小了这些部件上的磨损和破损，并且也减小了噪音。当锚链开始滑出(沿“O”方向)时当棘爪正搁置在激活位置时(即搁置在该链上)，滑动面20a、b通过自身以及磨损元件22a、b减小了棘爪指状物对水平链节造成破坏的风险。

返回图3和图5，示出了静态的链导向部分，每个导向面14a、14b设置有凹陷邻接面10a、b。这些邻接面10a、b对应于棘爪邻接面19a、b，并且被设计成用于给棘爪提供制动支撑。在图3和图5中还示出了排放开口6a、b，其与凹陷邻接面10a、b的较低区域对准(也参见图14)。因此，可能附在链上的泥浆和淤泥通过这些开口被方便地排出链制动设备。棘爪邻接面19a、b被链的动作压靠凹陷邻接面，从而使排出动作增强，这将在后面进行说明。

本发明链制动设备的操作可方便地如下归类：

a)非激活模式(例如，当锚链被松开时)，其中，棘爪2被提升远离该链(参见图17)；

b)激活、备用模式，当锚链朝着绞盘被拉入并且棘爪在水平链节9的上方滑动时；

c)激活、制动模式，当锚链已经开始从绞盘滑出并且棘爪与水平链节9接合时；以及

d)激活、锁定、链制动器模式，当锚链处于静止状态，例如当锚针对船体处于存放位置，或着锚放置在海床上，或者该船被系泊到浮体或类似物时。

以下具体参照图8至图13，主要描述激活备用及制动模式。

图8示出了棘爪不具有磨损元件的变体，而图9至图12示出了具有磨损元件22a、b的变体。然而，以下描述的操作对两种变体都是有效的。图8示出了当杆件3被枢转远离棘爪时的状态，如上所述，同时图9至图12示出了杆件3和配重7已经朝棘爪枢转并因此在棘爪上施加了更大负载的状态。本领域技术人员可以理解的是，在图9至图12中示出的杆件位置是优选的，因为它提供了更快的制动动作，但是原则上以下描述都适合于两个杆件位置。

图8和图9示出了当锚链被朝向绞盘拉入(“I”方向)并且棘爪2的指状物在水平链节9上方滑动时的状态，如上所述。在这种状态下，该链制动设备跟随链的运动处于备用模式。

图10示出了作用在链上的作用力(例如，如本发明的背景技术所描述的，由于浪涌等)比绞盘拉力更大并且锚链开始沿朝着锚链筒的方向(“I”方向)向外运动的情况。棘爪指状物17a、b将要滑离水平链节9。

在图11中，图10所示的情况已稍微进一步发展，并且棘爪指状物已经落离水平链节9，开口21允许随后的竖直链节5不受阻碍地通过该棘爪。

图12示出当该链已经进一步沿“I”方向运动时，棘爪指状物如何邻接抵靠跟随前述链节9的下一个水平链节(由附图标记9’示出)，并且棘爪指状物上的邻接面19a、b如何邻接抵靠导向面14a、b中的对应邻接面10a、b。从而，图12示出已经完全被链制动设备制动时的链。与图12相同的情形被图13从不同的视角示出，示出了棘爪指状物上的链邻接面23a、b如何邻接抵靠该水平链节。通过前面描述容易理解的是，如果并且当绞盘重新拉入所述锚链的时候，棘爪自动释放并且恢复到它在水平链节上方的滑动位置(图8和图9)并恢复到它的备用模式。

完全制动情况也在图15和图16中示意性示出，其说明了邻接的邻接面19a、b和10a、b的倾角(rakeangle)的影响。通过锚链施加给链制动设备的作用力由箭头F_R指示，它的分量表示为F_A和F_B。

图15示出了第一倾角α₁，并且棘爪是直的。图16示出了第二倾角α₂，并且具有邻接面19a、b的棘爪的外端相对于棘爪的其余部分具有断裂角β。图16中示出的邻接面19a、b和10a、b因而比图15中示出的邻接面19a、b和10a、b更为陡峭，即：α₂＞α₁。因此，优选的是具有相对陡峭的倾角(α₂，图16)，并还具有断裂角β＞0，因为这在棘爪支撑部2b上产生较小的负载(FA)。这从结构设计的角度看是有利的。因而，可对倾角α和棘爪断裂角β进行优化使得锚链负载主要由邻接面10a、b承受。图18是棘爪的一种变体的特写视图，示出了断裂角β。

Claims

1.一种用于被绞盘操作的锚链的链制动设备，包括用于链节（5，9）的导向装置（14a，b，15）和能够在不与链节接触的第一位置，与所述链节非制动接触的第二位置以及与链节制动接触的第三位置之间操作的链制动元件（2），所述链制动元件（2）进一步包括用于邻接抵靠水平链节（9）的至少一个第一邻接装置（23a，b）以及用于邻接抵靠所述链制动设备中对应的静止第三邻接装置（10a，b）的至少一个第二邻接装置（19a，b），其中第二邻接装置具有棘爪邻接面，而第三邻接装置具有凹陷邻接面，其特征在于：所述链制动元件（2）能够绕支点（2a，b）在所述第一、第二和第三位置之间枢转，并且所述链制动元件（2）进一步包括被附接在杆件（3）的自由端且能够在所述第一位置与所述第二位置之间绕所述支点枢转的重物（7），从而所述链制动元件（2）的负载能选择性地增加和减小，所述杆件在所述第一位置处枢转远离所述链制动元件（2），所述杆件和所述重物在所述第二位置处朝向所述链制动元件（2）枢转。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述导向装置包括用于滑动接合竖直链节（5）的导向槽（15）和用于滑动接合水平链节（9）的第一导向面（14a，b），并且第三邻接装置（10a，b）包括倾斜邻接面，所述倾斜邻接面在所述导向面（14a，b）的至少一个凹陷部分中。

3.如权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，所述制动元件（2）包括一支撑面（20a，b），所述支撑面（20a，b）用于在所述锚链运动经过所述设备时滑动接合水平链节（9）。

4.如权利要求3所述的设备，其中，所述支撑面（20a，b）进一步包括磨损元件（22a，b）。

5.如权利要求1或权利要求2所述的设备，进一步包括与所述第三邻接装置（10a，b）的较低区域流体连通的排放开口（6a，b）。