CN104379843A - 包括定位桩的船 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种船(1),该船包括定位桩(10)、定位桩起重装置(20)以及多个定位桩导向器(30)。该定位桩导向器(30)被布置为将定位桩(10)保持在基本垂直的方向上,并且在其中该定位桩能够与水底接合的下部位置与上部位置之间在基本上垂直的方向上移动时引导定位桩(10)。该定位桩起重装置(20)被布置为将定位桩(10)从下部位置提升到上部位置。该船(1)包括定位桩位置检测器(40),用于沿着在预定高度上的一个或多个定位桩检测点检测定位桩(10)的下端(11)的通过。
Description
技术领域
本发明涉及一种船,该船包括定位桩起重装置(spud lifting device)和多个定位桩导向器(spud guider),其中,该定位桩导向器被布置为将定位桩保持在基本垂直的方向上,并且当在下部位置与上部位置之间的基本垂直的方向上移动时引导定位桩,在下部位置该定位桩能够与水底(water bottom)接合(engage),定位桩起重装置被布置为将定位桩从下部位置提升到上部位置。本发明进一步涉及一种在船上确定定位桩的垂直位置的方法,该船包括定位桩起重装置和多个定位桩导向器,其中,该定位桩导向器被布置为将定位桩保持在基本垂直的方向上,并且当在下部位置与上部位置之间的基本垂直的方向上移动时引导定位桩,在该下部位置定位桩能够与水底接合,该定位桩起重装置被布置为将定位桩从下部位置提升到上部位置。
背景技术
定位桩是一种被清淤船(dredging vessel)使用并且与水柱的底部接合,以在清淤期间为这种清淤船提供固定点的桩柱(pile)。定位桩也被称为定位桩柱,其具有基本上垂直的方向并且承受尤其由清淤过程和船的运动产生的负荷。该船能够相对于定位桩移动。实际上,定位桩的重量在几十吨与200吨之间。定位桩可由钢制成并且可包括排水孔以及用于接收锁销(locking pin)的孔。
定位桩可下降以与水底接合。这可以通过简单地释放定位桩使得它落到水底来完成。定位桩的下端可形成为尖端(sharp end)以便刺入水底。起重装置用于提升定位桩。
多个定位桩导向器可被设置在不同的高度处并且与清淤船连接,用于容纳定位桩并且在定位桩下降或提升时引导定位桩。定位桩导向器可被设置在清淤船的外侧。例如,可提供三个定位桩导向器,而定位桩需要由至少两个定位桩导向器支撑以防止定位桩松弛。
为了为船提供改善的运动自由度,定位桩导向器可被设置在定位桩台车(spud carriage)上,该定位桩台车可相对于船的船体在水平方向上移动。
如果过度提升定位桩,那么该定位桩可到达不再由足够的定位桩导向器支撑的位置。然后,定位桩会在依然支撑定位桩的定位桩导向器上施加过多的力量,这会损坏定位桩导向器并且可能会导致定位桩跌倒至清淤船上。
因此,需要在提升期间监测定位桩的位置。
注意,定位桩的垂直位置是难以预测的。在第一位置中,不能精确地了解水底的深度,并且还难以准确地了解定位桩刺入水底多深。而且,在定位桩可围绕其纵向主体轴旋转时,难以跟踪用于接收锁销的在定位桩内的锁定孔,因此,锁定孔难以用于确定定位桩的垂直位置。
在定位桩由钢制成并且引导元件和清淤船通常也由钢制成或者至少包括钢时,通过检测存在或者不存在钢来检测定位桩的位置是相对困难的。
NL6905248A和EP2258904A1描述了从现有技术中已知的定位桩系统。然而,这些文献未描述如何精确地检测存在或不存在钢以防止过度地提升定位桩。
JP-A-56047386描述了一种方法,该方法依赖多个高度测量,诸如定位桩与海底之间的高度以及提升高度,并且基于这些测量执行计算。该方法易受到测量误差的影响,这些测量误差可导致错误计算定位桩的下端的位置,这会引入过度提升定位桩的风险。
JP-A-10310378描述了使用两个光电传感器,这两个光电传感器通过感测突出部分和凹槽的通过(passage)来监测垂直移动的定位桩的移位长度。该装置还容易受到测量误差的影响。测量误差可导致错误计算定位桩的位置,并且因此导致定位桩的下端的错误位置。
发明内容
本发明的目标在于提供一种防止过度提升定位桩的定位桩位置检测系统。
因此,根据一个方面,提供了一种船,该船包括定位桩起重装置和多个定位桩导向器,其中,该定位桩导向器被布置为将定位桩保持在基本垂直的方向上,并且当在下部位置与上部位置之间的基本垂直的方向上移动时引导定位桩,在下部位置该定位桩能够与水底接合,该定位桩起重装置被布置为将定位桩从下部位置提升到上部位置,其特征在于,该船进一步包括:定位桩位置检测器,用于沿着以预定高度定位的一个或多个定位桩检测点检测定位桩的下端的通过。
上部位置还可被称为运输位置,在该位置中从水底提升定位桩并且其是高度足以允许船安全航行的位置。
通过直接检测定位桩的下端的通过,提供了一种简单可靠的定位桩位置检测器。这种定位桩位置检测器比依赖多个高度测量的检测器或者依赖定位桩的垂直运动的连续累积测量的检测器更可靠。
根据实施方式,定位桩位置检测器包括:至少一个线圈,其被定位在一个或多个定位桩检测点处以检测定位桩的下端的通过。线圈还可称为电磁线圈或电感线圈。人们发现,使用线圈是用于确定存在或不存在定位桩并且因此还确定定位桩的端部的通过的可靠方法。可仔细地选择线圈的参数以便提高系统的可靠性。
沿着由定位桩导向器限定的定位桩的垂直路径来定位线圈。
线圈可被设置有直流电压,例如,24V的电压。可测量线圈的阻抗及其变化以检测定位桩的下端的通过。
线圈可以被尺寸化具有高达900mm的直径,这样使得线圈与标准定位桩协作,例如IHC Merwede的B30-B65DDSP系列的定位桩。
线圈可包括20至40匝,例如,31匝,具有范围为240mm至275mm,例如,260mm±2mm的外径,线圈内径的范围为200mm至250mm,例如,220mm±2mm,线圈配线厚度的范围为1mm2至4mm2,例如,1.5mm2±0.005mm2。线圈可被定位在由合适的防水防锈材料(例如,塑料)制成的保护性防水线圈外壳中。如果设置均具有至少一个线圈的两个或两个以上的定位桩检测点,则所有的线圈可被定位在同一个线圈外壳中。
由于润滑公差,定位桩具有少量的运动的横向自由度。应仔细地选择线圈外壳的位置以便将这个运动的自由度考虑在内。从线圈外壳到定位桩的最小距离的范围为10mm至30mm,例如,20mm±5mm。从线圈外壳到定位桩的最大距离的范围为50mm至80mm,例如,70mm±5mm。
通过使用具有这种尺寸的线圈,即使事实是线圈被定位在其他钢材附近,仍确保可靠地检测定位桩的通过。
根据实施方式,线圈具有与定位桩的主体轴基本垂直的线圈轴。在使用期间,定位桩的主体轴是垂直定位桩轴。线圈轴可以与定位桩的主体轴相交或者可以垂直于这个方向。
根据实施方式,线圈具有基本平行于定位桩的主体轴的线圈轴。
根据实施方式,至少一停止定位桩检测点被定位在预定的定位桩导向器的下方,并且在位于预定的定位桩导向器下方的定位桩导向器,如果存在的话,之上。定位桩检测点(例如,线圈)可被定位为接近于第二最高定位桩导向器并且位于第二最高定位桩导向器的下方。这保证了当感测到定位桩的下端穿过这个定位桩检测点时,可停止提升以确保定位桩依然由至少两个导向器保持。然而,通常,预定的定位桩导向器可以是以安全的方式支撑定位桩所需要的最低定位桩导向器。
根据实施方式,当在提升期间沿着停止定位桩检测点检测到定位桩的下端通过时,定位桩位置检测器被布置为生成停止信号。停止信号可以是可听和/或可见的信号。停止信号还可以是至定位桩起重装置的控制信号,防止定位桩起重装置进一步进行提升。
根据实施方式,至少一个预先停止定位桩检测点被定位在停止定位桩检测点的下方。当定位桩的下端接近停止定位桩检测点时,这个预先停止定位桩检测点可被定位为接近于第三最高定位桩导向器(在其上方、在其上或在其下方)以允许定位桩位置检测器进行检测。
根据实施方式,当在提升期间沿着预先停止定位桩检测点检测到定位桩的下端通过时,定位桩位置检测器被布置为生成预先停止信号。该预先停止信号可以是可听和/或可见的信号,优选地与可听和/或可见的停止信号不同。预先停止信号还可可以是至定位桩起重装置的控制信号以使定位桩起重装置减速。
根据一方面,提供了一种在船上确定定位桩的垂直位置的方法,该船包括定位桩起重装置和多个定位桩导向器,其中,该定位桩导向器被布置为将定位桩保持在基本垂直的方向上,并且当在下部位置与上部位置之间的基本垂直的方向上移动时引导定位桩,在该下部位置该定位桩能够与水底接合,该定位桩起重装置被布置为将定位桩从下部位置提升到上部位置,其特征在于,该船进一步包括:定位桩位置检测器,用于沿着以预定高度定位一个或多个定位桩检测点检测定位桩的下端的通过,其中,该方法包括:
-在定位桩的提升期间,通过定位桩位置检测器沿着定位桩检测点检测定位桩的下端的通过。尤其是在定位桩的提升期间检测定位桩的下端的通过。
根据实施方式,定位桩位置检测器包括至少一个线圈,该至少一个线圈被定位在一个或多个预定的定位桩检测点处以检测定位桩的下端的通过,并且该方法包括使该至少一个线圈通电。线圈被通电以允许检测定位桩的下端的通过。
根据实施方式,至少一停止定位桩检测点被定位在预定的定位桩导向器的下方,并且在位于预定的定位桩导向器下方的定位桩导向器,如果存在的话,之上,并且其中,该方法进一步包括当在提升期间沿着停止定位桩检测点检测到定位桩的下端的通过时生成停止信号。
根据实施方式,至少一个预先停止定位桩检测点被定位在停止定位桩检测点的下方,并且该方法包括当在提升期间沿着预先停止定位桩检测点检测到定位桩的下端的通过时生成预先停止信号。
附图说明
现在将参照所附的示意图仅通过实例来描述实施方式,在附图中,相应的参考符号表示相应的部件,并且在附图中:
图1示意性示出了根据实施方式的船;
图2a至图2c示意性示出了根据不同的实施方式的定位桩和定位桩检测点。
示图仅用于说明的目的而并非用于限制由权利要求主张的保护范围。
具体实施方式
提供了一种具有定位桩起重装置和定位桩位置检测器的船。该定位桩位置检测器用于防止定位桩起重装置过度提升定位桩使得到达其中定位桩不再处于由足够的定位桩导向器所保持的位置的位置。定位桩导向器位于彼此之上以将定位桩保持在基本垂直的方向上并且限定垂直定位桩路径。
例如,如果提供三个定位桩导向器,则它可能是定位桩应始终由至少两个定位桩导向器支撑的情况。如果定位桩起重装置过度提升定位桩,那么定位桩会到达其中定位桩仅由最高的定位桩导向器支撑的位置,而这个定位桩导向器不够牢固地保持定位桩。定位桩位置检测器检测什么时候定位桩到达其最高的安全位置或者至少什么时候定位桩接近这个最高的安全位置。
定位桩位置检测器使用沿着定位桩路径以预定高度设置的至少一个定位桩检测点以检测定位桩的下端的通过。如果在提升期间检测到定位桩的下端通过,那么可停止提升。当然,可提供不止一个定位桩检测点以更精确地检测定位桩的运动。
图1示出了包括船体2的诸如清淤船的船1的一部分。
船1进一步包括多个定位桩导向器30,在这个实例中是三个定位桩导向器30,定位桩10可被放置于其中。定位桩10可从定位桩可与水底接合的下部位置移动到上部或储存位置,在船航行时,该定位桩可位于该上部或储存位置中。仅通过降低定位桩10可使定位桩10位于下部位置中。定位桩可从中间位置或者从上部位置中落下。定位桩起重装置20被布置为提升定位桩10。
图1示出了被布置为保持一个定位桩的船1。然而,船1还可被布置为保持彼此相邻的两个或多个定位桩10。
船1进一步包括定位桩位置检测器40以沿着一个或多个定位桩检测点41检测定位桩10的下端11的通过,该一个或多个定位桩检测点沿着定位桩路径处于预定高度上。可沿着定位桩路径设置多个定位桩检测点41,该多个定位桩检测点将关于定位桩10的下端11的通过的信息提供给定位桩位置检测器。图1示出了具有三个定位桩导向器30的实施方式。
在图1中,所有的定位桩检测点41被定位在水面之上。将理解的是,一个或多个定位桩检测点41可被定位在水面之下。一个或多个定位桩检测点41可位于保护性防水线圈外壳内,该外壳由合适的防水、防锈材料(诸如塑料)制成。每个定位桩检测点41可设置有其自身的外壳。而且,可在一个外壳内设置不止一个定位桩检测点41。
定位桩位置检测器40可包括处理单元等,其被布置为从定位桩检测点41接收输入,与定位桩起重装置20进行通信并且可以控制诸如扬声器或灯的警报装置。该处理单元可包括CPU和存储器,该存储器包括CPU可读并且可执行的编程线路或指令,以使定位桩位置检测器40被提供具有本文中所描述的功能。该处理单元可以是计算机。
定位桩检测点41可以是线圈,该线圈具有设置在线圈周围的线圈外壳以防止线圈损坏。
图2a至图2c示出了线圈的不同的方位。线圈轴由线圈的轴方向限定,并且如图2a中所示,可以与定位桩10平行,或者如图2b和图2c中所示,与定位桩10垂直。在图2c中,线圈轴被定向在定位桩10的径向上,而在图2b中,线圈轴被定向在定位桩的切线方向上。图2a至图2c仅示出了定位桩检测点。然而,可设置更多的定位桩检测点41。
图1示出了具有三个定位桩导向器30的实施方式。在图1中所示的实施方式涉及其中定位桩10应由至少两个定位桩导向器30支撑以确保可靠地支撑定位桩10的情况。因此,定位桩起重装置20不应将定位桩10提升到其中定位桩10的下端11穿过中间的定位桩导向器30的位置。
因此,一个定位桩检测点41被定位在预定的定位桩导向器30(在这种情况下为中间的定位桩导向器)的下方。这个定位桩检测点41被称为停止定位桩检测点。优选地,这个定位桩检测点41被定位在预定的定位桩导向器30与直接位于该预定的定位桩导向器30之下的定位桩导向器之间。在提升期间,定位桩位置检测器40沿着停止定位桩检测点41检测定位桩10的下端11的通过时,可生成停止信号以停止定位桩起重装置20和/或通过扬声器44和/或灯45警告操作人员。
预先停止定位桩检测点41可被定位在停止定位桩检测点41的下方,以允许定位桩位置检测器40生成预先停止信号,从而警告定位桩10的下端11正在接近停止定位桩检测点41。预先停止定位桩检测点41可位于直接在预定的定位桩导向器30下方的定位桩导向器30附近,可能在直接在预定的定位桩导向器30下方的定位桩导向器30的下方。当在提升期间定位桩位置检测器40沿着预先停止定位桩检测点41检测到定位桩10的下端11通过时,其可生成预先停止信号以例如使起重装置减速和/或警告操作人员。
定位桩位置检测器40可进一步包括扬声器44和/或灯45或者被布置为与它们进行通信以生成可听和/或可见的预先停止和/或停止信号。
通常,定位桩位置检测器40可包括至少两个定位桩检测点,停止定位桩检测点41和预先停止定位桩检测点41,最后一个被定位在第一个的上方。
如果预先停止检测点检测其附近不再存在足够的钢,这将触发生成预先停止信号以指示定位桩10的下端11已经通过预先停止检测点41。
定位桩位置检测器40可将这个预先停止信号发送给定位桩起重装置20,将响应于该预先停止信号来减缓定位桩的提升。
同时地或者可替代地,定位桩位置检测器40可生成对于操作人员显而易见的预先停止警报信号,例如,利用扬声器44和/或灯45的可听和/或可见的警报信号。操作人员可决定使提升过程停止或减速。
如果提升过程不停止,则在一段时间之后停止定位桩检测点40检测在其附近不再存在足够的钢,这将触发停止信号的生成以指示定位桩10的下端11已经穿过停止定位桩检测点。可将停止信号发送给起重装置20以使起重装置20停止。而且,同时地或者可替代地,定位桩位置检测器40可生成停止警报信号,例如,利用扬声器44和/或灯45的可听和/或可见的警报信号,其对于操作人员来说是显而易见的。操作人员可决定响应于这个停止警报信号来停止提升过程。
以上描述旨在进行说明而非限制。因此,本领域的技术人员将显而易见的是,在不背离上面陈述的权利要求的范围的情况下,可以对本发明进行如上所述的变形。
Claims (12)
1.一种船(1),包括定位桩起重装置(20)和多个定位桩导向器(30),其中,所述定位桩导向器(30)被布置为将定位桩(10)保持在基本垂直的方向上,并且当所述定位桩(10)在下部位置与上部位置之间的基本垂直的方向上移动时引导所述定位桩,在所述下部位置所述定位桩能够与水底接合,所述定位桩起重装置(20)被布置为将所述定位桩(10)从所述下部位置提升到所述上部位置,其特征在于,所述船(1)进一步包括:定位桩位置检测器(40),用于沿着被定位在预定高度上的一个或多个定位桩检测点检测所述定位桩(10)的下端(11)的通过。
2.根据权利要求1所述的船(1),其中,所述定位桩位置检测器(40)包括至少一个线圈(41),所述至少一个线圈被定位在一个或多个预定的定位桩检测点处以检测所述定位桩(10)的所述下端(11)的通过。
3.根据权利要求2所述的船(1),其中,所述线圈(41)具有基本上垂直于所述定位桩的主体轴的线圈轴。
4.根据权利要求2所述的船(1),其中,所述线圈(41)具有基本上平行于所述定位桩的主体轴的线圈轴。
5.根据前述权利要求中任一项所述的船(1),其中,至少一停止定位桩检测点被定位在预定的定位桩导向器(30)的下方,并且在位于所述预定的定位桩导向器(30)下方的定位桩导向器(30),如果存在的话,之上。
6.根据权利要求5所述的船,其中,当在提升期间沿着所述停止定位桩检测点检测到所述定位桩(10)的所述下端(11)通过时,所述定位桩位置检测器(40)被布置为生成停止信号。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的船,其中,至少一个预先停止定位桩检测点被定位在所述停止定位桩检测点的下方。
8.根据权利要求7所述的船,其中,当在提升期间沿着所述预先停止定位桩检测点检测到所述定位桩(10)的所述下端(11)通过时,所述定位桩位置检测器(40)被布置为生成预先停止信号。
9.一种确定船(1)上定位桩(10)的垂直位置的方法,所述船(1)包括定位桩起重装置(20)和多个定位桩导向器(30),其中,所述定位桩导向器(30)被布置为将所述定位桩(10)保持在基本垂直的方向上,并且当所述定位桩(10)在下部位置与上部位置之间的基本垂直的方向上移动时引导所述定位桩,在所述下部位置所述定位桩能够与水底接合,所述定位桩起重装置(20)被布置为将所述定位桩(10)从所述下部位置提升到所述上部位置,其特征在于,所述船(1)进一步包括:定位桩位置检测器(40),用于沿着以预定高度定位的一个或多个定位桩检测点检测所述定位桩(10)的下端(11)的通过,其中,所述方法包括:
-在所述定位桩(10)的提升期间,通过所述定位桩位置检测器(40)沿着所述定位桩检测点检测所述定位桩(10)的所述下端(11)的通过。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述定位桩位置检测器(40)包括至少一个线圈(41),所述至少一个线圈被定位在一个或多个预定的定位桩检测点处以检测所述定位桩(10)的所述下端(11)的通过,并且所述方法包括使所述至少一个线圈(41)通电。
11.根据权利要求9至10中任一项所述的方法,其中,至少一停止定位桩检测点被定位在预定的定位桩导向器(30)的下方,并且在位于所述预定的定位桩导向器(30)下方的定位桩导向器(30),如果存在的话,之上,其中,所述方法进一步包括当在提升期间沿着所述停止定位桩检测点检测到所述定位桩(10)的所述下端(11)通过时生成停止信号。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,至少一个预先停止定位桩检测点被定位在所述停止定位桩检测点的下方,并且其中,所述方法包括当在提升期间沿着所述预先停止定位桩检测点检测到所述定位桩(10)的所述下端(11)通过时生成预先停止信号。
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