CN103620122A - 对中系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于将第一细长管状元件和第二细长管状元件对中在公共中心纵向轴线处的组件，第一细长管状元件和第二细长管状元件比如为容纳在噪声消减屏蔽罩内的水下桩，其中第一和第二元件两者都沿着该轴线延伸，并且其中对中系统设有用于将对中系统与第一和第二管状元件中的一个固定地联接的第一联接装置和用于与另一个管状元件接合以便将该另一个管状元件对中在中心轴线处的第二联接装置。

Description

对中系统

背景

本发明涉及第一和第二细长管状元件（比如被容纳在噪声消减屏蔽罩内的水下桩）与适合于使得第一细长管状元件和第二细长管状元件对中的对中系统的组件，并且其中该组件具有公共中心纵向轴线，第一和第二管状元件两者都沿着该轴线延伸。

本发明特别地涉及具有对中系统的组件，其中该对中系统用于特别是在具有逐渐变细部分的管状元件的锤击期间使得具有逐渐变细部分或者不同直径部分的管状元件（比如伸缩桩）对中和/或保持对中。

本发明还涉及用于使第一细长管状元件和第二细长管状元件（比如被容纳在噪声消减屏蔽罩内的水下桩）对中在公共中心纵向轴线（第一和第二元件两者都沿着该轴线延伸）处的方法。

US 2005/0083783 A1披露了一种水下能量衰减装置，该装置包括多个竖直间隔的气泡产生单元。通过在不同深度处产生的气泡，本发明可以有效地衰减来自于在高水流或者深水区域中的水下建设项目的声音和其他能量。

US4,102,147涉及用于打桩的潜水定位和引导装置。示出了使用液压缸将桩在定位框架内。但是，在一些情况下桩在框架中的定位是不充分的，留下了（例如）平行和角度的不对准。此外，液压缸的控制是麻烦的。

发明内容

本发明目的是提供一种组件，其中至少部分地解决已知对中系统的问题中的至少一个。

本发明的另一个目的是提供可替换的对中系统。根据本发明的第一方面，这通过第一和第二细长管状元件（比如被容纳在噪声消减屏蔽罩内的水下桩）与适合于使第一细长管状元件和第二细长管状元件对中的对中系统的组件实现，并且其中该组件具有公共中心纵向轴线，第一和第二管状元件两者都沿着该轴线延伸，并且其中该对中系统包括：

-第一联接装置，所述第一联接装置用于固定地联接对中系统与第一和第二管状元件中的一个，和

-第二联接装置，所述第二联接装置用于接合第一和第二管状元件中的另一个，用于将该另一个管状元件对中在公共中心纵向轴线处，和

-驱动系统，所述驱动系统具有围绕公共中心纵向轴线设置的至少两个驱动装置，每个驱动装置具有作用线，所述作用线用于在第一和第二管状元件中的一个的圆周处朝向第一和第二管状元件中的所述一个的位于公共中心纵向轴线处的对中位置施加对中力，其中所述至少两个驱动装置被相互联接，用于均衡地驱动第一和第二管状元件中的所述一个，以便将第一和第二管状元件中的所述一个保持在其对中位置，

并且其中，所述对中系统与第一和第二管状元件中的所述一个固定地联接，并且接合另一个管状元件，用于将该另一个管状元件对中在公共中心纵向轴线处，使得第一和第二管状元件中的所述一个与所述另一个管状元件之间的中间间隔对于噪声衰减是最佳的。

这提供了以下可能性：将具有逐渐变细部分的桩相对于外管状元件保持在其对中位置，使得该桩与该外管状元件之间的中间间隔对于噪声衰减是最佳的。相互联接以均衡地驱动第一和第二元件中的所述一个从而将第一和第二管状元件中的所述一个保持在其对中位置的所述至少两个驱动装置确保了保持最佳噪声衰减，而与施加到该第一和第二管状元件的外部负载（像水流或者涌浪）无关。

当使用第一细长管状元件和第二细长管状元件中的一个作为用于另一个的模板（template）时，该组件的对中系统也是有用的。因此，所述一个管状元件提供了用于另一个管状元件的基准。

在这方面，对中位置可以被宽广地解释为意味着：例如水下桩和噪声消减屏蔽罩两者都被对中在公共中心纵向轴线处，使得从桩到周围环境的噪声传播被衰减。在实践中，相当偏心的桩或者屏蔽罩仍然可以导致衰减了的噪声传播。

对中系统能够适应在近海使用期间发生的相当的侧向力。

在对中系统的一个实施例中，第二联接装置联接对中系统与第一和第二管状元件中的另一个（2），使得第一和第二管状元件中的该另一个（2）的沿着中心轴线的纵向运动被允许。

在组件的一个实施例中，该至少两个驱动装置关于中心轴线对称地和/或均匀地分布。这对于以受控的方式使得第一和第二管状元件对中是更有益的。

在组件的一个实施例中，该至少两个驱动装置关于中心轴线相对地设置。

在组件的一个实施例中，每个驱动装置的作用线与中心纵向轴线相交。这对于组件的有效性是有益的。

在组件的一个实施例中，驱动系统包括三个驱动装置。

在组件的一个实施例中，对中系统包括液压系统并且其中驱动系统是该液压系统的部分。

在组件的一个实施例中，该至少两个驱动装置中的第一驱动装置包括第一液压缸，并且该至少两个驱动装置中的第二驱动装置包括第二液压缸，第一和第二液压缸在体积方面（volumetrically）相互耦合，用于均衡地驱动第一和第二管状元件中的所述一个，以便将第一和第二管状元件中的所述一个保持在其对中位置。这在驱动装置的控制方面是有益的。因为该体积耦合，第一和第二缸被均衡地驱动。

在组件的一个实施例中，第一和第二液压缸被相互液压地串联耦合，以便均衡地驱动第一和第二管状元件中的所述一个，从而将第一和第二管状元件中的所述一个保持在其对中位置。这在驱动装置的控制方面是更有益的。当对第一和第二液压缸中的一个供以动力时，也以均衡的方式驱动了另一个缸。

在一个实施例中，组件包括第一加压液压流体源，用于将第一和第二管状元件中的所述一个朝向其对中位置偏压。

在组件的一个实施例中，第一加压流体源与第一和第二液压缸中的仅一个直接联接。这对于组件的操作和构建的容易性是有益的。

在组件的一个实施例中，第二联接装置包括下列装置中的至少一个：杆装置、滚动装置和滑动装置，所述第二联接装置用于接合另一个管状元件以便将该另一个管状元件对中在中心轴线处。特别是，该杆装置确实有助于对中系统使得具有逐渐变细部分的管状元件对中。

在一个实施例中，组件包括沿着中心轴线设置的多个对中系统，用于使得第一和第二细长管状元件相互对准在中心轴线处。

本发明还涉及用于使第一细长管状元件和第二细长管状元件（比如容纳在噪声消减屏蔽罩内的水下桩）对中在公共中心纵向轴线处的方法，其中第一和第二元件两者都沿着该轴线延伸，并且其中该方法包括：

-提供用于施加对中力的驱动系统，该驱动系统具有围绕中心轴线设置的至少两个驱动装置，

-在第一和第二管状元件中的一个的圆周处朝向第一和第二管状元件中的所述一个的位于中心轴线处的对中位置施加对中力，

-均衡地驱动该至少两个驱动装置，用于将第一和第二管状元件中的所述一个保持在其对中位置。

本发明还涉及包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的一个或者多个特性特征的装置。

本发明还涉及包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的一个或者多个特性特征的方法。

这个专利中讨论的各个方面可以被组合以提供额外的优点。

附图说明

下面将参考图中所示的优选实施例进一步地说明本发明，其中：

图1是对中系统与第一和第二管状元件的组件的截面侧视图；

图2是根据本发明的对中系统的俯视图；

图3是根据本发明的对中系统的实施例的液压系统的示意图；和

图4是根据本发明的对中系统的实施例的细节的侧视图。

具体实施方式

图1以截面侧视图示出了对中系统11（其被示意性地示出）与第一和第二管状元件的组件。图1示出了打桩装置1，管状元件（这里是桩元件2）可以通过该打桩装置1被打进水体4的底部3中。第二管状元件（这里是细长管5）围绕桩元件2设置。在该示例中，细长管5包括外壁6和内壁7。桩元件2和管5理想地沿着中心轴线13相对于彼此同心地设置，其中中间间隔8存在于桩元件2和管5之间。

在图示的实施例中，桩2和管5具有大体上圆柱形的设计。在其他的实施例中（没有显示出），管当然可以具有另外的形状，只要在外壁和内壁之间形成中间间隔即可，所述中间间隔可以减小噪声或者振动到环境的传播。

管5优选地由钢壁制成。管的结构可以是自支撑式的，这意味着不需要提供独立的支撑结构来将管保持在竖直位置。

图1示出了对中系统11被设置在管5的顶部处。这里，对中系统11被示意性地示出。在实践中，可以沿着桩2的长度设置多个对中系统11，用于使得桩2和管5对中和对准。这个对中系统11确保了声音的源（即，当桩2正在被锤击设备1锤击时是指该桩）在管5中保持居中，这是噪音衰减的最佳位置。桩2的直径可以沿着它的长度变化，因此对中系统是可调节的，以使得这个变化可被允许，并且此外对中系统还能适应桩2的任何预期的变窄和/或变宽。桩2例如可以具有逐渐变细部分、或者具有不同截面的部分，如伸缩桩。

取决于声音源（即，桩2）的尺寸，对中系统的尺寸变化。桩可以具有4-6m或者更大的特征直径，管5的直径在实践中将是7m或者更大，使得声音源与管的内侧之间的距离足够大以防止接触噪声（也就是说噪声通过声音源与管之间的直接接触的传播）。

图2示出了根据本发明的对中系统11的俯视图。这里，对中系统11与管5固定地联接，并且所述对中系统与桩2接合，用于将桩2对中在中心轴线13处。第一联接装置30a、30b、30c固定地联接对中系统11与管5。第二联接装置31a、31b、31c与桩2接合，用于将该桩对中在中心轴线13处。桩2能够相对于第二联接装置31a、31b、31c滑动。驱动系统具有围绕着中心轴线13均匀地设置的三个驱动装置28a、28b、28c。这里，每个驱动装置28a、28b、28c均具有作用线32a、32b、32c，所述作用线用于在桩2的圆周处朝向桩的位于中心轴线13处的对中位置施加对中力。

图3示出了根据本发明的对中系统11的实施例的液压系统14的示意图。液压系统14被分成通过相应的缸活塞22、23、24分隔的多个液压段18、19、20和21。虽然液压段相对于液压流体本身分隔，但液压段相对于液压流体的排出体积是串联联接的。当在工作的期间时，第一液压缸的活塞22例如由于桩2的逐渐变细部分而被迫移动一定行程，使得一定体积的液压流体被排到第二液压段19中。下一个液压缸26的活塞23直径被选择为使得第二液压段19的排出体积迫使第二液压缸的活塞23移动的行程等于第一液压缸25的活塞22的所述一定行程。这样，桩5被保持在位于中心轴线13处的其对中位置中。

可设想的是，液压系统14包括两个蓄压器作为用于驱动液压缸的加压流体的源。液压系统的每个端部均与两个蓄压器中的一个联接。示出了一个蓄压器37，另一个蓄压器（未示出）与液压段21联接，该段在图3中与阀单元38联接。提供两个蓄压器是有益的，因为在那个情况下在打桩的期间且在仍然提供对中系统1的液压缸的受控的驱动时不需要通向对中系统的供给管道。

图4示出了根据本发明的对中系统的实施例的细节。

杆装置34被用作第一联接装置以固定地联接对中系统11和管5。接触轮35被用作第二联接装置以与桩2接合，用于将桩对中在中心轴线13处。桩2能够相对于轮35滑动。轮35的旋转表面32与桩2的外圆周33接合。这里，驱动装置28a与管5和杆装置34联接，用于在桩2的圆周处朝向桩的位于中心轴线13处的对中位置施加对中力。驱动装置28a通过杆装置34和轮35施加对中力。驱动装置28a与桩2可铰接地联接。驱动装置28a以滑动的方式与杆装置34联接。

也将显而易见的是，上文中的描述和附图被包含以说明本发明的一些实施例，而不限制保护的范围。从这个披露内容开始，许多进一步的实施例对于技术人员将是显然的，所述进一步的实施例落在这个发明的保护范围和本质之内，并且其是现有技术和这个专利的披露内容的显而易见的组合。

Claims (14)

1.第一细长管状元件和第二细长管状元件（2、5）与适合于使所述第一细长管状元件（2）和所述第二细长管状元件（5）对中的对中系统（11）的组件，所述第一细长管状元件和所述第二细长管状元件比如为容纳在噪声消减屏蔽罩内的水下桩，其中所述组件具有公共中心纵向轴线（13），所述第一管状元件和所述第二管状元件两者都沿着所述轴线延伸，并且其中，所述对中系统包括：

-第一联接装置（30a、30b、30c），所述第一联接装置用于固定地联接所述对中系统与所述第一管状元件和所述第二管状元件中的一个，和

-第二联接装置（31a、31b、31c），所述第二联接装置用于与所述第一管状元件和所述第二管状元件中的另一个接合，用于将所述另一个管状元件对中在所述公共中心纵向轴线（13）处，以及

-驱动系统，所述驱动系统具有围绕所述公共中心纵向轴线（13）设置的至少两个驱动装置（28a、28b、28c），每个驱动装置均具有作用线（32a、32b、32c），所述作用线用于在所述第一管状元件和所述第二管状元件中的一个的圆周处朝向所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述一个的位于所述公共中心纵向轴线（13）处的对中位置施加对中力，其中所述至少两个驱动装置被相互联接，用于均衡地驱动所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述一个，用于将所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述一个保持在其对中位置，

并且其中，所述对中系统与所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述一个固定地联接，并且与所述另一个管状元件接合以便将所述另一个管状元件对中在所述公共中心纵向轴线（13）处，从而使得所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述一个与所述另一个管状元件之间的中间间隔（8）对于噪声衰减是最佳的。

2.根据权利要求1所述的组件，所述第二联接装置适合于将所述对中系统与所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述另一个管状元件（2）联接，用于允许所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述另一个管状元件（2）沿着所述公共中心纵向轴线（13）的纵向运动。

3.根据前一权利要求所述的组件，其中，所述至少两个驱动装置关于所述公共中心纵向轴线（13）对称地和/或均匀地分布。

4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述至少两个驱动装置关于所述公共中心纵向轴线（13）相对地设置。

5.根据前一权利要求所述的组件，其中，每个驱动装置的所述作用线与所述公共中心纵向轴线（13）相交。

6.根据前一权利要求所述的组件，其中，所述驱动系统包括三个驱动装置。

7.根据前一权利要求所述的组件，其中，所述对中系统包括液压系统并且其中所述驱动系统是所述液压系统的一部分。

8.根据权利要求7所述的组件，其中，所述至少两个驱动装置中的第一驱动装置包括第一液压缸且所述至少两个驱动装置中的第二驱动装置包括第二液压缸，所述第一液压缸和所述第二液压缸在体积方面相互耦合，用于均衡地驱动所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述一个，以将所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述一个保持在其对中位置。

9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述第一液压缸和所述第二液压缸相互液压地串联联接，用于均衡地驱动所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述一个，以将所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述一个保持在其对中位置。

10.根据权利要求7至9所述的组件，包括第一加压液压流体源，用于将所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述一个朝向其对中位置偏压。

11.根据权利要求8至10所述的组件，其中，所述第一加压流体源与所述第一液压缸和所述第二液压缸中的仅一个直接联接。

12.根据前一权利要求所述的组件，其中，所述第二联接装置包括下列装置中的至少一个：杆装置（34）、滚动装置（35）和滑动装置，所述第二联接装置用于与所述另一个管状元件（2）接合，以将所述另一个管状元件对中在所述中心轴线（13）处。

13.根据前一权利要求所述的组件，包括沿着所述中心轴线设置的多个对中系统，用于使所述第一细长管状元件和所述第二细长管状元件在所述中心轴线处相互对准。

14.用于将第一细长管状元件（2）和第二细长管状元件（5）对中在公共中心纵向轴线（13）处的方法，所述第一细长管状元件和第二细长管状元件比如为容纳在噪声消减屏蔽罩内的水下桩，其中所述第一元件和所述第二元件两者都沿着所述轴线延伸，并且其中所述方法包括：

-提供用于施加对中力的驱动系统，所述驱动系统具有围绕所述中心轴线设置的至少两个驱动装置，

-在所述第一管状元件和所述第二管状元件中的一个的圆周处朝向所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述一个的位于所述中心轴线处的对中位置施加对中力，

-均衡地驱动所述至少两个驱动装置，以将所述第一管状元件和所述第二管状元件中的所述一个保持在其对中位置。

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