CN102597380B - 定位桩翻倾装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定位桩操作装置(11)，该定位桩操作装置用于在大致竖直位置和大致水平位置之间操纵定位桩(3)，所述定位桩操作装置包括：提升装置(9)，该提升装置(9)与提升框架(45)固定连接，以在最高位置和最低位置之间大致竖直地移动处在竖直位置的所述定位桩；翻倾框架(24)，该翻倾框架(24)与所述提升框架相连以限定翻倾轴(13)，所述定位桩能够绕所述翻倾轴翻倾；翻倾装置(10)，该翻倾装置(10)与所述翻倾框架(24)相连，以绕所述翻倾轴(13)翻倾所述定位桩，其中，所述翻倾装置(10)设计为在使用时与所述提升装置(9)接合以翻倾所述定位桩。

Description

定位桩翻倾装置

技术领域

本发明涉及一种定位桩操作装置(spud-handling device)，该定位桩操作装置用于在大致竖直位置和大致水平位置之间操纵定位桩。

背景技术

NL 23582公开了一种定位桩翻倾装置(spud-tilting device)，在该定位桩翻倾装置中，定位桩桩柱(spud pile)设置有活动轴，所述定位桩通过该活动轴安装在与定位桩支架(spud carriage)连接的座中，并且该活动轴能够使得所述定位桩倾转至水平位置。

这种已知的定位桩翻倾装置的缺点在于，所述翻倾操作需要大量的手工操作，因此非常费力。此外，由于所述活动轴的重量，尤其是在倾斜沉重的定位桩时，该活动轴难以手工操作。而且，所述翻倾操作相对难以控制，尤其是在通过绞车以传统方式拉动所述定位桩时更是如此。此外，将所述活动轴安装在所述定位桩上的孔中会导致所述定位桩在所述孔的位置形成裂纹。

DE 2708693A1涉及一种设置有开口的浮台(pontoon)，所述开口即为所谓的进出口(port)，定位桩能够以滑动方式穿过所述进出口。设置有提升装置以将所述定位桩提升至所述进出口并降低所述定位桩。所述进出口连接有翻倾装置，以倾斜所述定位桩。一个缺点在于，用于倾斜和提升所述定位桩的设备相对较大、较复杂。

JP 60035684A涉及一种未设置专用推进装置的船舶。该船舶设置有定位桩。该定位桩通过有限的回转而翻倾，该回转通过用于使得所述船舶移动较短距离的翻倾装置而实现。该翻倾装置具有与该翻倾装置固定连接的夹具。

JP 61092992A涉及一种定位桩翻倾装置。该定位桩翻倾装置具有两个齿条，该两个齿条都通过与液压缸相连的驱动轮的驱动而来回移动。通过线缆倾斜所述定位桩，所述线缆选择性地与所述齿条相连，并且所述齿条选择性地固定。一个缺点在于，所述翻倾装置相对较复杂，并且为了倾斜所述定位桩需要很多操作。

JP 55094882A涉及一种船，该船设置有定位桩和起重机。所述定位桩通过线缆到达水平位置。一个缺点在于，由于利用线缆进行翻倾，所以难以将翻倾过程控制到足够的角度。

JP 55094881A涉及一种用于定位桩的提升装置。当倾斜所述定位桩时，整个提升装置也沿相同的方向倾斜，这使得翻倾过程很困难，并且很复杂。

JP 048084A涉及一种用于定位桩的提升装置。驱动缸与所述提升装置固定连接，以倾斜带有定位桩的整个提升装置，这使得翻倾过程很困难，并且很复杂。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可选择的定位桩操作装置。

本发明的另一个目的是提供一种改进的定位桩操作装置。

本发明的又一个目的是提供一种定位桩操作装置，通过该定位桩操作装置能够相对简单且可控地翻倾定位桩。由于在实际中，定位桩的重量由几十吨到几百吨不等，所以控制翻倾过程非常重要。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于在大致竖直位置和大致水平位置之间操纵定位桩的定位桩操作装置，所述定位桩操作装置包括：

提升装置，该提升装置与提升框架固定连接，以在最高位置和最低位置之间基本竖直地移动处于竖直位置的所述定位桩；

翻倾框架，该翻倾框架与所述提升框架相连以限定翻倾轴，所述定位桩能够绕所述翻倾轴翻倾；

翻倾装置，该翻倾装置与所述翻倾框架相连，以绕所述翻倾轴翻倾所述定位桩，

其中，所述翻倾装置设计为在使用时与所述提升装置接合，以翻倾所述定位桩。

所述翻倾装置与所述提升装置的接合提供了配合(例如功能件的双用途)的可能性，也提供了提高操作所述定位桩的容易程度的可能性。在这种情况下，接合较重的定位桩以倾斜该定位桩所需的部件部分合并在所述提升装置中，这提供了重要的优势。其节省材料并因此减轻重量是有益的。此外，还可以更加自动化从而进一步避免了体力劳动。

在根据本发明一种实施方式的定位桩操作装置中，所述提升装置包括提升夹，并且所述翻倾装置在使用时与所述提升夹接合，以翻倾所述定位桩。通过将所述提升夹用于所述提升装置和所述翻倾装置，从而产生配合，并改进所述定位桩的操作。

在根据本发明的一种实施方式的定位桩操作装置中，所述提升装置包括保持夹，该保持夹与所述提升框架相连，以将所述定位桩保持在所述最高位置和所述最低位置之间的中间位置，并且所述翻倾装置在使用时与所述保持夹接合以翻倾所述定位桩。通过将所述保持夹用于所述提升装置和所述翻倾装置，产生进一步的配合，并进一步改进所述定位桩的操作。

在根据本发明的一种实施方式的定位桩操作装置中，用于翻倾所述定位桩的所述翻倾装置仅与所述提升装置的所述提升夹和所述保持夹接合。其一个重要优势在于，可以在不干涉其他难以操作的部件的情况下倾斜定位桩。此外，提升装置的其余部件不随所述定位桩倾斜，因此简化了所述定位桩的翻倾。

在根据本发明的一种实施方式的定位桩操作装置中，所述提升装置或所述翻倾装置与所述保持夹和所述提升夹接合，所述翻倾装置用于绕所述翻倾轴翻倾所述定位桩，所述提升装置用于在所述最高位置和最低位置之间基本竖直地移动处于竖直位置的所述定位桩。由于保持夹和提升夹适于双重用途(即适于所述提升装置内的配合以及与所述翻倾装置配合)，因此简化了定位桩操作装置。由于仅所述提升装置或所述翻倾装置与所述提升夹和所述保持夹接合，在第一种情况下，所述翻倾装置不随同提升，并且在第二种情况下，所述提升装置不随同倾斜，这在使用所述定位桩操作装置时非常有利。

在根据本发明的一种实施方式的定位桩操作装置中，所述定位桩包括翻倾臂，该翻倾臂与所述翻倾框架铰接。使用翻倾臂提供了所述保持夹和所述提升夹在与所述定位桩相隔一段距离进行接合的可能性。这能够使得将所述翻倾轴更靠近所述定位桩的重心，从而简化所述定位桩的翻倾。

在根据本发明的一种实施方式的定位桩操作装置中，所述翻倾臂的端部与所述翻倾框架相连，并且，在一种实施方式中，所述翻倾臂的相对端与所述翻倾装置铰接。通过这种方式，以最优的方式利用了所述翻倾臂的长度。

在根据本发明的一种实施方式的定位桩操作装置中，所述翻倾装置在使用时通过连接结构与所述提升装置接合。

在根据本发明的一种实施方式的定位桩操作装置中，所述连接结构包括基本在槽内延伸的销。通过所述销传递用于翻倾的力。

在根据本发明的一种实施方式的定位桩操作装置中，在使用时，第一销沿定位桩的长度方向延伸，第二销基本垂直于定位桩的长度方向延伸。所述第一销和所述第二销的方位形成自由度，该自由度使得能够操作所述定位桩，并进而以可预见的方式将力传递至定位桩以翻倾定位桩。

在根据本发明的一种实施方式的定位桩操作装置中，所述翻倾臂和/或所述提升夹包括所述槽以及所述第一销或第二销。在一种实施方式中，所述翻倾框架和所述提升夹均包括槽，该两个槽形成用于传递力以翻倾定位桩的所述连接结构的一部分。

在根据本发明的一种实施方式的定位桩操作装置中，所述翻倾装置包括驱动装置，并且该驱动装置包括液压缸。

在根据本发明的一种实施方式的定位桩操作装置中，所述液压缸包括用于控制操作定位桩的检测元件。

在根据本发明的一种实施方式的定位桩操作装置中，所述检测元件包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器选自包括压力传感器，位移传感器和速度传感器的组中。

本发明还提供一种具有根据本发明的定位桩操作装置的船舶。

本发明还提供一种定位桩与根据本发明的定位桩操作装置的组件。

本发明还提供一种通过翻倾装置在大致竖直位置和大致水平位置之间翻倾定位桩的方法，该方法包括与提升装置接合以翻倾所述定位桩。

在所述方法的一种实施方式中，仅所述提升装置或所述翻倾装置与保持夹和提升夹接合，所述翻倾装置用于绕翻倾轴翻倾所述定位桩，所述提升装置用于在最高位置和最低位置之间大致竖直地移动处在竖直位置的所述定位桩。换言之，所述提升装置或所述定位桩翻倾装置通过所述保持夹和所述提升夹与所述定位桩接合。

本发明还提供一种设置有一个或多个所附的说明书中描述的和/或附图中图示的特征结构的装置。

本发明还提供一种包括一个或多个所附的说明书中和/或附图中图示的特征步骤的方法。

应当清楚的是，本专利申请中提及的各个方面可以结合，并且每个方面都可以被认为是独立的，以用于分案专利申请。

附图说明

附图显示根据本发明的定位桩操作装置的多种实施方式，其中：

图1a展示了设置有现有的定位桩的船舶的侧视图；

图1b展示了图1a中的船舶的俯视图；

图2a至图2f展示了根据本发明的定位桩操作装置处在定位桩倾斜过程中的不同阶段的侧视图；

图3a展示了提升夹的侧视图；

图3b展示了图3a中的提升夹的俯视图；

图4a展示了保持夹的俯视图；

图4b展示了图4a中的保持夹的正视图；

图4c展示了图4a中的保持夹的侧视图。

具体实施方式

图1a展示了设置有现有的定位桩3的船舶1的侧视图，图1b展示了图1a中的船舶1的俯视图。清淤船1设置有清淤装置4，在这种情况下，清淤装置4包括刀头5和吸入管6。刀头5上所需的力通过定位桩桩柱3传递。如此处所图示的，定位桩3由定位桩支架8保持。定位桩支架8通过示意性部分显示的定位桩支架驱动装置7的驱动而在清淤船1上的U形槽2内移动。当定位桩支架8的端部处于船舶1的边缘时，将辅助定位桩3a下降至水底，并且将定位桩3从水底提升，并通过定位桩支架8沿清淤船1的中心线方向将该定位桩3带动到该定位桩的目标位置。

图2a至图2f展示了根据本发明的定位桩操作装置11在定位桩3处于翻倾过程中的不同阶段的侧视图。与清淤船1的航行性能(navigationalproperty)(例如，吃水和稳定性)相关，需要能够将定位桩3从竖直位置倾斜至水平位置。图2a展示了定位桩3处在竖直位置。通过提升装置9可以在竖直位置操纵定位桩3。提升装置9通过提升框架45与定位桩支架8(同样也是指桩柱支架8)相连。提升框架45从定位桩支架8延伸至提升平台18的高度位置。此处的提升装置9包括提升缸49，该提升缸49与提升框架45固定相连，并且通过转轮50(也称为索轮50)、线缆和提升夹15与定位桩3接合，以在竖直位置的最高位置和最低位置之间操纵定位桩3。在最低位置，定位桩3与水底接合。提升装置9还包括保持夹14，该保持夹14与提升框架45相连，并且设置在提升框架45上。保持夹14与定位桩3接合，以在两个提升阶段之间(或者例如当定位桩支架8移动时)将定位桩3保持在固定位置。

定位桩操作装置11还包括定位桩翻倾装置10，以在竖直位置和水平位置之间翻倾定位桩3。定位桩翻倾装置10包括翻倾框架24(也称为翻倾塔24)，该翻倾框架24与定位桩支架8固定连接。翻倾框架24从定位桩支架8向上延伸，并且在这种情况下，延伸超过提升框架45而延伸至翻倾平台12的位置。翻倾框架24限定翻倾轴13，定位桩3绕翻倾轴13倾转。翻倾装置10还包括翻倾臂16。在水平状态，翻倾臂16停留在翻倾框架24的翻倾平台12上。在翻倾臂16朝向定位桩3的端部，翻倾臂16通过轴承件与翻倾框架24铰接，所述轴承件自身是公知的，且所述轴承件限定翻倾轴13。翻倾臂16设置有用于与提升装置9接合的接合件21、22、23。此处，这些接合件21、22、23形成翻倾臂16和提升装置9之间的连接结构52的一部分，以向定位桩3传递力而将定位桩3翻倾。在这种情况下，接合件21、22、23设置在翻倾轴13附近以及翻倾臂16的与翻倾轴13相对的一端附近。此处，接合件21、22、23包括位于翻倾轴13附近的钩22，并且接合件21、22、23还包括容纳空间23和销21。在这种情况下，容纳空间23适于接收沿大致垂直于定位桩3的长度方向延伸的销43。销43形成提升装置9的组成部分。销21位于翻倾臂16的与翻倾轴13相对的一端附近，此处销21沿定位桩3的长度方向延伸，并与形成提升装置9的组成部分的孔38接合。

换言之，保持夹14和提升夹15共同形成定位桩3的夹紧装置，该夹紧装置形成提升装置9的一部分，并且与提升装置9的其余部件配合。夹紧装置设置有适于与提升装置9接合或者接合在提升装置9内且适于与定位桩翻倾装置10接合的部件。使用时，提升装置9直接与所述夹紧装置接合以提升定位桩3，或者定位桩翻倾装置10直接与所述夹紧装置接合以倾斜定位桩3。因此，使用时，定位桩翻倾装置10或提升装置9通过所述夹紧装置(尤其是仅通过所述夹紧装置)与定位桩3接合。

图2a至图2f展示了在竖直位置和水平位置之间翻倾的不同阶段的定位桩操作装置11。下列步骤相继进行。在翻倾定位桩3之前，定位桩3被提升就位。翻倾臂16处于水平位置，并停留在翻倾平台12上。保持夹14以夹紧方式与定位桩3相连。定位桩3连同保持夹14一起被提升装置9提升。在这种情况下，保持夹14脱离提升平台18。定位桩3被提升至保持夹14超过翻倾臂16的位置。翻倾臂16现在通过液压缸17绕翻倾轴13向定位桩3倾斜，同时在翻倾臂16和定位桩3之间留出间隔以使提升夹15得以通过。随后，定位桩3连同保持夹14降低(图2b)，从而图4a至图4c中的销43落入钩22的容纳空间23中。随后，提升夹15(在此情形下不连同定位桩3)被提起至超过翻倾臂16。翻倾臂16被翻倾至定位桩3(图2c)。随后，所述提升夹(此处不连同定位桩3)被降低，使得销21与提升夹15接合。此处，销21与图3b中设置在提升夹15上的孔38接合。此处，固定装置设置为线缆19的形式，该固定装置确保提升夹15保持与定位桩3夹紧接合(图2d)。图2e是图2d的细节图。随后定位桩3通过液压缸17(图2f)从其竖直位置绕翻倾轴13倾斜至其水平位置。在这种情况下，定位桩3被操作为定位桩3的重心在翻倾轴13上，优选地，在翻倾臂16的长度内。

图3a展示了提升夹15的侧视图。图3b展示了提升夹15的俯视图。此处，提升夹15包括两个半夹(clamp half)25、26和两个折叠臂27。提升线缆(未示出)与提升孔(lifting eye)35相连，该提升孔35设置在唇形部34上。两个半夹25、26通过两个折叠臂27互相连接。两个折叠臂27与半夹25、26铰接相连。如果提升力施加在提升孔35上，该提升力通过折叠臂27上的杠杆效应而放大，并通过半夹25、26施加在定位桩3的外周面46上。为了进一步改进提升夹15与定位桩3之间的接合，此处半夹25、26被分为四等分夹28a、28b、29a、29b，该四等分夹28a、28b、29a、29b相对于彼此枢转。此处，提升夹15在四等分夹28a、28b、29a、29b上设置有夹紧蹄片(clamp shoe)36a-36d，以进一步改进提升夹15和定位桩3之间的接合。此处，提升夹15包括两个孔38，该孔38用于将图2a至图2e中的翻倾装置10与提升装置9接合。此处，通过在半夹26上设置中空圆柱管件37而形成孔38。在这种情况下，钢管部37和提升夹15通过焊接工艺互相连接。

图4a至图4c分别展示了保持夹14的俯视图、正视图和侧视图。保持夹14形成图2a至图2e中的提升装置9的一部分。在这种情况下，保持夹14包括两个半夹40、41。半夹40、41通过两个短程液压缸39互相连接，该短程液压缸39使得半夹40、41在定位桩3的夹持位置和定位桩3的释放位置之间相对于彼此移动。液压缸39与半夹40、41铰接。此处，半夹40、41分为互相铰接的四等分夹47a、47b和48a、48b，该四等分夹47a、47b、48a、48b相对于彼此枢转，并且通过铰链42和液压缸39互相连接，以进一步改进保持夹14和定位桩3之间的接合。此处，保持夹14在四等分夹47a、47b、48a、48b上设置有夹紧蹄片44a，44b，44c和44d，以在夹紧定位桩3的位置进一步改进保持夹14和定位桩3之间的接合。此处，保持夹14包括两个销43，图2a至图2f中的翻倾装置10与该两个销43相接合。此处，销43设置在两个相邻的四等分夹47b、48b上。销43部分地延伸超出四等分夹47b，48b的边缘。销43通过焊接工艺与四等分夹47b、48b相连。当保持夹14与提升平台18相连时，保持夹14通过支撑件51支撑在提升平台18上。

应当清楚的是，给出上述描述是为了阐述本发明的优选实施方式的功能，而不是为了限制本发明的范围。在上述解释的基础上，各种落入本发明精神和范围内的变形对于本领域技术人员来说是明显的。

Claims (13)

1.用于在大致竖直位置和大致水平位置之间操纵定位桩的定位桩操作装置(11)，该定位桩操作装置包括：

提升装置(9)，该提升装置(9)与提升框架(45)固定连接，以在最高位置和最低位置之间基本竖直地移动处于竖直位置的所述定位桩；

翻倾框架(24)，该翻倾框架(24)与所述提升框架相连以限定翻倾轴(13)，所述定位桩能够绕所述翻倾轴翻倾；

翻倾装置(10)，该翻倾装置(10)与所述翻倾框架(24)相连，以绕所述翻倾轴(13)翻倾所述定位桩，

其中，所述翻倾装置(10)设计为在使用时与所述提升装置(9)接合，以翻倾所述定位桩，

其中，所述提升装置包括提升夹(15)，所述提升装置(9)还包括保持夹(14)，该保持夹(14)与所述提升框架(45)相连，以将所述定位桩保持在所述最高位置和最低位置之间的中间位置，用于翻倾所述定位桩的所述翻倾装置(10)仅与所述提升装置(9)的所述提升夹(15)和所述保持夹(14)接合。

2.根据权利要求1所述的定位桩操作装置，其中，所述提升装置(9)中除了所述保持夹(14)和所述提升夹(15)的其余部件与所述保持夹(14)和所述提升夹(15)接合，或所述翻倾装置(10)与所述保持夹(14)和所述提升夹(15)接合，并且所述翻倾装置用于绕所述翻倾轴(13)翻倾所述定位桩，所述提升装置用于在所述最高位置和最低位置之间基本竖直地移动处于竖直位置的所述定位桩。

3.根据权利要求1所述的定位桩操作装置，其中，所述翻倾装置(10)包括翻倾臂(16)，该翻倾臂(16)与所述翻倾框架(24)铰接。

4.根据权利要求3所述的定位桩操作装置，其中，所述翻倾臂(16)的端部与所述翻倾框架(24)相连。

5.根据权利要求3所述的定位桩操作装置，其中，所述翻倾装置在使用时通过连接结构(52)与所述提升装置接合，以传递力来翻倾所述定位桩。

6.根据权利要求5所述的定位桩操作装置，其中，所述连接结构(52)包括基本在槽(38，23)内延伸的销(21，43)。

7.根据权利要求6所述的定位桩操作装置，其中，所述销(21，43)包括第一销(21)和第二销(43)，在使用时，第一销(21)沿所述定位桩的长度方向延伸，第二销(43)基本垂直于所述定位桩的长度方向延伸。

8.根据权利要求7所述的定位桩操作装置，其中，所述翻倾臂包括所述槽(23，38)以及所述第一销(21)或第二销(43)。

9.根据权利要求3所述的定位桩操作装置，其中，所述翻倾装置包括驱动装置(17)。

10.根据权利要求9所述的定位桩操作装置，其中，所述驱动装置(17)为液压缸。

11.根据权利要求9或10所述的定位桩操作装置，其中，所述翻倾臂(16)的相对端与所述驱动装置(17)铰接。

12.根据权利要求10所述的定位桩操作装置，其中，所述液压缸包括用于控制操作所述定位桩的检测元件，所述检测元件包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器选自包括压力传感器、位移传感器和速度传感器的组中的至少一个传感器。

13.一种使用根据权利要求1所述的定位桩操作装置通过翻倾装置(10)在大致竖直位置和大致水平位置之间翻倾定位桩(3)的方法，该方法包括与提升装置(9)接合以翻倾所述定位桩(3)。