CN103459296A - 夹持设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种夹持设备，用于夹持具有管壁且在管端处设置有凸缘的管状件（如薄壁管或者桩），并且用于在仅在管状件的凸缘处使用该夹持设备夹持管状件的同时提升管状件，其中，该夹持设备包括：-至少两个夹持装置，用于接合凸缘并夹持凸缘；-夹持设备框架，固定地连接所述至少两个夹持装置，用于在提升管状件的同时保持所述至少两个夹持装置的相互位置。

Description

夹持设备

背景技术

本发明涉及一种用于夹持设备，用于夹持管状件（如薄壁管或钻井平台或风车支撑桩）并且用于提升由所述夹持设备夹持的所述管状件。

这样的夹持设备从US4320915A是已知的，其中披露了一种内部升降机，该升降机接收在管状件（诸如钻井平台支撑桩）内并且在内部夹持并支撑该管状件，并且该升降机包括滑动件，所述滑动件优选地安装在外部本体中的开口内并且通过内部凸轮本体的机动的轴向移动可径向向外地致动而与管状件产生卡紧接合。

这样的夹持设备还从GB2224481A是已知的，其披露了一种用于提升管或桩并且包括多个卡紧组件的内部升降机，所述卡紧组件可径向地移动而与管或桩的内壁产生接合。

EP0402231A1披露了一种用于夹持桶的边缘的设备，该设备具有相对于彼此平移并侧向地接近所述边缘的夹持件。

US2327005A披露了一种侧向地接合桶的竖直凹槽的桶提升装置。

US2001/001525A1披露了一种具有竖直管状侧壁的用于提升负载的装置。该装置具有多个夹持件，所述夹持件构造并布置成夹持管状侧壁部分。所述夹持件相对于侧壁而侧向地移动。

NL8403445披露了一种用于接合夹持件之间的桶的竖直边缘的设备。

这些已知的夹持设备并不适合接收在端部设置有内部凸缘的管状件内并且随后夹持并提升管状件（具体地是夹持所述内部凸缘并通过所述内部凸缘来提升管状件）。另外，在提升具有大直径的管状件的情况下，这些已知的夹持设备极大地增加了待提升的重量。

通常已知的是夹持凸缘。然而，夹持用于支撑风车的桩的凸缘导致至少在凸缘与管状件的壁之间的过渡区段中的不可接受的应力。

发明内容

本发明旨在提供一种用于夹持管状件的夹持设备，其中，至少部分地解决了至少与已知的夹持设备相关联的问题。

本发明的另一个目的是提供一种可替换的夹持设备。

根据本发明的第一方面，所述目的通过这样的夹持设备来实现，所述夹持设备用于夹持具有管壁且在管端处设置有凸缘的管状件（如薄壁管或桩），并且用于在仅在管状件的凸缘处使用夹持设备夹持管状件的同时提升所述管状件，其中，所述夹持设备包括：

-至少两个夹持装置，用于接合所述凸缘并夹持所述凸缘，

-夹持设备框架，固定地连接所述至少两个夹持装置，用于在提升管状件的同时保持所述至少两个夹持装置的相互位置，并且其中，所述至少两个夹持装置沿着夹持设备的假想外周布置并分布，用于在管状件的凸缘处夹持管状件，使得在提升管状件时管状件以大致的方式垂下。

其中，所述至少两个夹持装置中的每一个均包括：

-第一夹持件，设置有用于接合凸缘的上侧的上夹持端，

-第二夹持件，与第一夹持件以铰接的方式耦接，并且设置有用于接合凸缘的下侧的下夹持端，其中，第一夹持件和第二夹持件在打开位置和闭合位置之间围绕铰接轴线可相互铰接，所述打开位置用于将凸缘接收在上夹持端与下夹持端之间，所述闭合位置用于将凸缘夹持在上夹持端与下夹持端之间。

-耦接件，用于将夹持设备与提升元件（如缆线或联接板）耦接，以及对夹持设备施加提升力，其中，耦接件设置成使得第一夹持件和铰接轴线布置在耦接件与上夹持端之间，用于当在耦接件处施加提升力时在凸缘处施加夹持力。

其中，耦接件以及上夹持端和下夹持端相对于铰接轴线来布置，用于在使用夹持设备提升管状件时使凸缘在凸缘与管状件的壁的过渡区段处大致仅承受拉伸应力。

根据本发明的夹持设备可有利地应用于管状件的内凸缘或者外凸缘两者。夹持装置的取向需要相应地调整以分别径向向外地或者径向向内地朝向管状件的凸缘。

在根据本发明的夹持设备的实施例中，第二夹持件延伸超出上夹持端，用于使凸缘与比上夹持端更靠近管壁的下夹持端接合，以用于更多地降低管状件中的弯曲应力。

在一个实施例中，根据本发明的夹持设备包括止动表面，该止动表面用于相对于管壁来布置夹持设备，以用于相对于凸缘定位上夹持端和下夹持端，并优选地用于将下夹持端中心与管壁中心隔开一壁间隔y，使得凸缘在凸缘与壁之间的过渡区段处大致仅承受拉伸应力。止动表面可接合管壁的内周和/或外周，用于相对于管壁来布置夹持设备。

在根据本发明的夹持设备的一个实施例中，沿着径向方向看，耦接装置中心与铰接轴线隔开一耦接装置杆a，上夹持端中心与铰接轴线隔开一上夹持端杆b，并且下夹持端中心与上夹持端中心隔开一夹持端间隔x，其中，耦接装置杆a与上夹持端杆b之间的比和壁间隔（y）与夹持端间隔（x）之间的比对应，用于在使用夹持设备提升管状件时使凸缘在凸缘与管状件的管壁的过渡区段处大致仅承受拉伸应力。

在一个实施例中，根据本发明的夹持设备包括多个止动表面，用于使夹持设备在管状件内对中，用于定位上夹持端和下夹持端，以用于使管状件的凸缘与其接合。

在根据本发明的夹持设备的一个实施例中，所述至少两个夹持装置中的至少一个的第二夹持件与夹持设备框架能滑动地耦接，所述第二夹持件设置有下夹持端，并且其中，所述第二夹持件相对于夹持设备的假想外周能在缩回位置与伸展位置之间径向地滑动，缩回位置用于使第二夹持件移动超出凸缘，伸展位置用于使下夹持端面向凸缘的下侧。

在根据本发明的夹持设备的一个实施例中，夹持设备框架包括容纳装置，该容纳装置用于能滑动地将第二夹持件至少部分地容纳在其中，并且用于将第二夹持件与夹持设备框架耦接，用于在第二夹持件处于其伸展位置中时封闭用于夹持凸缘的力线。就一体化程度以及随后夹持设备的重量和尺寸方面而言，该实施例是有益的。

在根据本发明的夹持设备的一个实施例中，容纳装置与夹持设备框架一体形成，这就夹持设备框架的强度和重量方面而言是有益的。

在根据本发明的夹持设备的一个实施例中，第一夹持件整体在第二夹持件上方延伸，这使得能在第一夹持件与第二夹持件之间布置例如致动器。

在一个实施例中，根据本发明的夹持设备包括致动器，该致动器与第一夹持件和第二夹持件两者耦接，用于在利用夹持设备提升管状件之前将管状件的凸缘预夹持在上夹持端与下夹持端之间，或者用于朝向打开位置迫使第一夹持件和第二夹持件。

在根据本发明的夹持设备的一个实施例中，致动器设置在第一夹持件与第二夹持件之间，这是结实且节省空间的。

在一个实施例中，根据本发明的夹持设备包括间隔件，用于以一距离将第一夹持件与第二夹持件相互隔开，使得当将凸缘夹持在上夹持端与下夹持端之间时第一夹持件与第二夹持件大致平行地延伸。

在根据本发明的夹持设备的一个实施例中，所述距离大致与凸缘的凸缘厚度对应，这对于将凸缘与上夹持端和下夹持端接合是有益的。

本发明还涉及根据本发明的夹持设备与一管状件的组件，所述夹持设备在管状件的凸缘处夹持所述管状件。

本发明还涉及用于使用根据本发明的夹持设备来提升设有凸缘的管状件的方法，包括以下步骤，

-使下夹持端朝向管壁径向地移动。

本发明还涉及包括在说明中描述的和/或在附图中示出的特征化特征中的一个或者多个的设备。

本发明还涉及包括在说明中描述和/或在附图中示出的特征化特征中的一个或者多个的方法。

可组合在本专利中讨论的各个方面，以便提供额外的有利的优点。

附图说明

将参照附图中示出的根据本发明的夹持设备的实施例来进一步阐述本发明，附图中：

图1以立体视图示出了夹持设备与管状件的组件；

图2示出了夹持设备的夹持装置的示意性侧视图；

图3示出图1的组件的横截面侧视图；

以及图4示出了图3的细节。

具体实施方式

现在将参照所有的图1-图4来描述实施例。

图1以立体视图示出了夹持设备1与管状件的组件，所述管状件在此为部分地示出的桩11。中空桩11具有圆柱形桩壁13。在桩的被示出的顶端处，桩11设置有圆周内凸缘6。可能地，桩11将设置有位于桩11的两端处的圆周内凸缘6，用于通过对孔7应用螺栓连接来耦接两个相邻的桩11，以构成例如用于风车的支撑。设置内凸缘6有利地在桩11的内部布置螺栓连接，防止由例如海水导致的腐蚀。

为了提升桩11，夹持设备1仅在桩的凸缘6处进行夹持，因此不需要对桩11提供用于提升桩11的另外措施，这是有利的。

在这种情况下，夹持设备1具有四个夹持装置2，可构想不同数量的夹持装置2，只要所述不同数量的夹持装置2沿着夹持设备1的假想外周布置并分布，用于在桩11的凸缘6处夹持桩11，使得在使用夹持设备1提升桩11时桩11以大致竖直的方式垂下（hang down）。在实际中，夹持设备1的假想外周与桩11的圆周12对应，用于夹持设备1与桩11的接合。

夹持设备1包括用于为夹持设备1提供强度的夹持设备框架10。四个夹持装置2与夹持设备框架10固定地连接，用于在提升桩11的同时保持它们的相互的位置。

在这种情况下，四个夹持装置2中的每一个均包括：第一夹持件3和第二夹持件4，用于夹持凸缘6；以及耦接件5，用于将夹持装置2耦接至提升缆线（未示出）或联接板，以用于对夹持设备1施加提升力F。夹持设备1仅通过夹持装置2的耦接件5与提升缆线或联接板耦接，用于提供凸缘6的牢固的夹持。联接板的使用有利于在夹持设备1和/或夹持设备1与桩11的组件的操作过程中维持夹持设备1的正确的水平位置。第一夹持件3中的孔自身也适于作为“耦接件”。如在图1中所示，在这种情况下，在该孔中安装锁扣（shackle）。

第一夹持件3设置有用于接合凸缘6的上侧19的上夹持端18。第二夹持件4设置有用于接合凸缘6的下侧15的下夹持端16。上夹持端18和下夹持端16两者均从相应的夹持件3、4突出，用于提供与凸缘6的受控的且限定的接合。

第二夹持件4与第二夹持件3以铰接的方式耦接。第二夹持件4与第一夹持件3以铰接的方式耦接，用于将这些件3、4围绕铰接轴线8相互铰接，以用于将凸缘6夹持在上夹持端16与下夹持端18之间。在这种情况下，第一夹持件3与第二夹持件4通过夹持设备框架10耦接，使得第一夹持件3相对于第二夹持件4和夹持设备框架10铰接。

在这种情况下，第二夹持件4延伸超出上夹持端18，用于使凸缘6与比上夹持端18更靠近管壁13的中心线14的下夹持端16接合，以用于降低管状件11中的弯曲应力。下夹持端16以下夹持端距离y与中心线14隔开，而上夹持端18以上夹持端距离x与中心线14隔开。

在此，第一夹持件3整体地在第二夹持件4上方延伸，提供更为简单的结构。

在这种情况下，夹持设备1包括与第一夹持件3和第二夹持件4两者耦接的致动器22，用于在利用夹持设备1提升管状件11之前将管状件11的凸缘6预夹持在上夹持端16与下夹持端18之间。致动器22设置在第一夹持件3与第二夹持件4之间。

致动器22还可用于使第一夹持件3与第二夹持件4朝向打开位置相互地受力而铰接，用于将凸缘接收在上夹持端18与下夹持端16之间。这防止了上夹持端18与凸缘的顶侧19的碰撞。出于使第一夹持件与第二夹持件朝向打开位置受力而铰接的目的，可使用简单的弹性件。

在此，夹持设备1包括间隔件20，用于以大致和上夹持端16与下夹持端18之间的凸缘6的凸缘厚度对应的距离将第一夹持件与第二夹持件隔开。当将凸缘6夹持在上夹持端与下夹持端之间时，第一夹持件与第二夹持件则大致平行地延伸，这提供了夹持设备与凸缘6的更好的受控接合。

在这种情况下，设置有下夹持端16的第二夹持件4可滑动地与夹持设备框架10耦接。可构想的是，第二夹持件以滚动的方式或者通过铰接或联接系统与夹持设备框架10耦接，只要第二夹持件4在缩回位置与伸展位置之间是可移动的。第二夹持件4在用于使第二夹持件4移动超出凸缘6的缩回位置（未示出）与用于下夹持端16面向凸缘6的下侧15的伸展位置（见图3）之间是可滑动的。夹持设备框架10容纳用于驱动第二夹持件4（在这种情况下为四个）的致动系统（未示出）。优选地以均匀的方式驱动第二夹持件，以进一步利于夹持设备1与管状件11的相互对准。在此，夹持设备框架10包括容纳装置，该容纳装置用于可滑动地将第二夹持件4至少部分地容纳在其中。第二夹持件4与夹持设备框架10耦接，用于在第二夹持件4处于其伸展位置中时封闭用于夹持凸缘6的力线（lines of force）。在此，容纳装置与夹持设备框架10一体形成。

在这种情况下，耦接件5设置有第一夹持件3。在此，耦接件是可与第一夹持件3以铰接的方式耦接的垫环（pad-eye）。铰接轴线8布置在耦接件5与上夹持端18之间，用于在耦接件5处施加提升力F时在凸缘6处施加夹持力F₁。耦接装置5以耦接装置杆a与铰接轴线8隔开，上夹持端18以上夹持端杆b与铰接轴线8隔开。耦接件5以及上夹持端18和下夹持端16相对于铰接轴线8来布置，用于在使用夹持设备1提升管状件11时使凸缘6在与管状件11的壁13的过渡区段17处大致仅承受拉伸应力。在下夹持端16处对凸缘6施加夹持力F₂。

在这种情况下，夹持设备1包括止动表面23，该止动表面用于相对于管壁13来布置夹持设备1，用于相对于凸缘6定位上夹持端18和下夹持端16，使得凸缘6在凸缘6与壁13之间的过渡区段17处大致仅承受拉伸应力。

在此，设置多个止动表面23，用于使夹持设备1在管状件11内对中，以用于接合管状件11的凸缘6。

夹持设备1设置有对准件21，在此为4个，每个对准件均位于夹持装置2处，用于将夹持设备1与管状件11对准。每个对准件21均与相应的夹持装置2径向地对准，这有益于将夹持装置2定位在凸缘6处。

显而易见的是，以上说明和附图用以描述本发明的一些实施例，并且不限制保护范围。由本公开出发，对于技术人员而言，更多的实施例将是明显的，这些实施例在本发明的保护范围内和实质内，并且这些实施例是现有技术与本专利公开的显而易见的组合。

Claims (16)

1.夹持设备（1），所述夹持设备用于夹持具有管壁且在管端处设置有凸缘（6）的管状件（11），并且用于在仅在所述管状件的凸缘处使用所述夹持设备夹持所述管状件的同时提升所述管状件，所述管状件类似于薄壁管或桩，其中，所述夹持设备包括：

-至少两个夹持装置（2），用于接合所述凸缘并夹持所述凸缘，

-夹持设备框架（10），固定地连接所述至少两个夹持装置，用于在提升所述管状件的同时维持所述至少两个夹持装置的相互位置，并且其中，所述至少两个夹持装置沿着所述夹持设备的假想外周布置和分布，用于在所述管状件的凸缘处夹持所述管状件，使得在提升所述管状件时所述管状件以大致竖直的方式垂下，

其中，所述至少两个夹持装置中的每一个均包括：

-第一夹持件（3），设置有用于接合所述凸缘的上侧的上夹持端（18），

-第二夹持件（4），与所述第一夹持件以铰接的方式耦接，并且设置有用于接合所述凸缘的下侧的下夹持端（16），其中，所述第一夹持件与所述第二夹持件在打开位置与闭合位置之间围绕铰接轴线（8）能相互铰接，所述打开位置用于将所述凸缘接收在所述上夹持端与所述下夹持端之间，所述闭合位置用于将所述凸缘夹持在所述上夹持端与所述下夹持端之间，

-耦接件（5），用于将所述夹持设备与类似于提升缆线或联接板的提升元件耦接，以及对所述夹持设备施加提升力（F），其中，所述耦接件设置成使得所述第一夹持件（3）和所述铰接轴线（8）布置在所述耦接件（5）与所述上夹持端（18）之间，用于当在所述耦接件处施加所述提升力时在所述凸缘处施加夹持力，

其中，所述耦接件以及所述上夹持端和所述下夹持端相对于所述铰接轴线布置，用于在使用所述夹持设备提升所述管状件时使所述凸缘在与所述管状件的壁的过渡区段处大致仅承受拉伸应力。

2.根据权利要求1所述的夹持设备，其中，所述第二夹持件延伸超出所述上夹持端，用于使所述凸缘与比所述上夹持端更靠近所述管壁的所述下夹持端接合，以用于降低所述管状件中的弯曲应力。

3.根据前述权利要求中的一项所述的夹持设备，包括止动表面（23、25），用于相对于所述管壁（13）来布置所述夹持设备，以用于相对于所述凸缘定位所述上夹持端和所述下夹持端，使得所述凸缘在所述凸缘与所述管壁之间的过渡区段（17）处大致仅承受拉伸应力。

4.根据权利要求3所述的夹持设备，用于将下夹持端中心（28）与管壁中心（14）隔开一壁间隔（y）。

5.根据权利要求4所述的夹持设备，其中，沿着径向方向看，耦接装置中心（26）与所述铰接轴线（8）隔开一耦接装置杆（a），上夹持端中心（27）与所述铰接轴线（8）隔开一上夹持端杆（b），并且下夹持端中心（28）与所述上夹持端中心（27）隔开一夹持端间隔（x），其中，所述耦接装置杆（a）与所述上夹持端杆（b）之间的比和所述壁间隔（y）与所述夹持端间隔（x）之间的比对应，用于在使用所述夹持设备提升所述管状件时使所述凸缘在所述凸缘与所述管状件的所述管壁的过渡区段处大致仅承受拉伸应力。

6.根据前述权利要求3-5中的一项所述的夹持设备，包括多个止动表面（23），用于使所述夹持设备在所述管状件内对中，用于定位所述上夹持端和所述下夹持端，以用于接合所述管状件的所述凸缘。

7.根据前述权利要求中的一项所述的夹持设备，其中，所述至少两个夹持装置（2）中的至少一个的第二夹持件与所述夹持设备框架能滑动地耦接，所述第二夹持件设置有所述下夹持端，并且其中，所述第二夹持件相对于所述夹持设备的假想外周能在缩回位置与伸展位置之间径向地滑动，所述缩回位置用于使所述第二夹持件移动超出所述凸缘，所述伸展位置用于使所述下夹持端面向所述凸缘的下侧。

8.根据前述权利要求中的一项所述的夹持设备，其中，所述夹持设备框架包括容纳装置，所述容纳装置用于能滑动地将所述第二夹持件至少部分地容纳在其中，并且用于将所述第二夹持件与所述夹持设备框架耦接，以用于在所述第二夹持件处于其伸展位置中时封闭用于夹持所述凸缘的力线。

9.根据权利要求8所述的夹持设备，其中，所述容纳装置与所述夹持设备框架一体形成。

10.根据前述权利要求中的一项所述的夹持设备，其中，所述第一夹持件整体在所述第二夹持件的上方延伸。

11.根据前述权利要求中的一项所述的夹持设备，包括致动器，所述致动器与所述第一夹持件和所述第二夹持件两者耦接，用于在利用所述夹持设备提升所述管状件之前将所述管状件的所述凸缘预夹持在所述上夹持端与所述下夹持端之间。

12.根据前述权利要求中的一项所述的夹持设备，其中，所述致动器设置在所述第一夹持件与所述第二夹持件之间。

13.根据前述权利要求中的一项所述的夹持设备，包括间隔件（20），所述间隔件用于将所述第一夹持件与所述第二夹持件以一距离相互隔开，使得当将所述凸缘夹持在所述上夹持端与所述下夹持端之间时，所述第一夹持件与所述第二夹持件大致平行地延伸。

14.根据权利要求13所述的夹持设备，其中，所述距离大致与所述凸缘的凸缘厚度对应。

15.根据前述权利要求中的一项所述的夹持设备与管状件的组件，所述夹持设备在所述管状件的凸缘处夹持所述管状件。

16.使用根据前述权利要求中的一项所述的夹持设备（1）来提升设有凸缘的管状件（11）的方法，包括以下步骤，

-使所述下夹持端（16）朝向所述管壁（13）径向地移动。

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