CN104703907A - 用于减少起重机的配重的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于减少起重机的配重数量的系统(19；19，35)包括起重机(2)，其具有设置在底座(20)上的基础结构(3)、连接单元(4)以及经由连接单元(4)连接到基础结构(3)的上部结构(5)。所述系统(19；19，35)还包括悬挂装置(21；21，36)，其用于将起重机(2)悬挂到底座(20)，所述悬挂装置(21；21，36)具有：导引结构(22；22，37)，其限定导引方向(23；23，38)，所述导引结构(22；22，37)附接到底座(20)；位移装置(24)，其以能够沿导引方向(23；23，38)位移的方式附接到导引结构(22；22，37)；以及至少一个悬挂元件(29)，其通过第一端连接到起重机(2)，并且通过第二端连接到位移装置(24)。

Description

用于减少起重机的配重的系统

美国专利申请13/612 024的内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种能够重新设置配重组件的系统，以及在起重机操作中这样系统的配置。所述系统是特别用于减少起重机的配重数量的系统，其需要通过起重机结构自身或者通过附加配重元件来实现。

背景技术

US 6,808,337 B1公开了带有安装在其上的固定式起重机的海事舰船。所述起重机包括配重，以平衡由负载力矩产生的外部和内部力矩并且防止起重机的倾翻。图1、图2中示出了根据现有技术的海事舰船1。起重机2以固定方式设置在舰船1上。起重机2包括：基础结构3，例如框架式结构；连接单元4，例如旋转环；以及上部结构5，其利用连接单元4连接到基础结构3。上部结构5包括基部吊架结构6，其经由连接单元4直接连接到基础结构3。上部结构5以能够绕竖直轴线7回转的方式连接到基础结构3。上部结构5、连接单元4和基础结构3与竖直轴线7同轴地设置。上部结构5还包括主动臂8和起重桅杆9。起重桅杆9也被称为超起(SL)桅杆。主动臂8以枢转的方式在第一端处铰接到基部吊架结构6。起重桅杆9以枢转的方式在第一端处铰接到基部吊架结构6。起重机2能够提升、保持并且降低在主动臂8的第二端处携带的负载10。主动臂8经由主桅前支索11连接到起重桅杆9。在起重桅杆9的第二端12处设置吊索13，用于悬挂超起配重14。此外，基部吊架结构6携带至少两个上部结构配重15，其对称地排列在基部吊架结构6的两侧上。此外，起重桅杆9的第二端12经由吊索16连接到A构架17和臂式起重机滑轮18。

美国专利4,729,486公开了一种环式起重机，其具有以能够相对于竖直旋转轴线在径向方向上位移的方式连接到基部吊架的配重。为了减少用于安全操作起重机所需的配重的有效数量，从在2008年08月13日出版的杂志“今日起重机(Cranes today)”中的文章“Sarens公司的海上作业”已知，连接电缆，以使超起配重力绕道远离起重机。这样的连接电缆固定到焊接在驳船的甲板上的耳状物。US 2005/0211651 A1公开了一种固定系统，其用于减少需要保持在起重机上的配重，由此经由连接电缆将起重桅杆直接连接到固定的底座。

如果由于捆绑连接电缆而使它的配置以及因此它的几何形状不灵活，或者如果由于需要提供足够的船上配重使得整体起重机结构自身变重，则不利于起重机的操作。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种系统，以便起重机提供在它不同的操作模式过程中的灵活性和减少所需的至少一个配重。

根据本发明，通过用于重新设置起重机操作的配重，以减少起重机的配重数量的系统来实现该目的。所述系统包括起重机，其包括设置在底座上的基础结构、连接单元以及经由连接单元连接到基础结构的上部结构，并且所述系统还包括至少一个悬挂装置，其用于将起重机悬挂到底座处，所述悬挂装置包括：导引结构，其限定导引方向，所述导引结构附接到底座；位移装置，其以能够沿导引方向位移的方式附接到导引结构；以及至少一个悬挂元件，其通过第一端连接到起重机，并且通过第二端连接到位移装置。

根据本发明，确认悬挂装置能够同时满足三个特征，将起重机悬挂到底座、减少在起重机结构中所需的配重特别是作为超起配重的数量以及能够使起重机运动。通过至少一个悬挂元件将起重机悬挂到底座。位移装置一方面附接到导引结构，并且另一方面，以能够沿导引方向位移的方式被引导。特别地，在垂直于导引方向的方向上悬挂起重机。特别地，导引方向横跨导引平面，其中悬挂设置为垂直于导引平面。特别地，起重机竖直地悬挂到底座，而位移装置以能够沿水平的导引方向位移的方式被引导。导引结构特别地以能够释放的方式固定地附接到底座。特别地，导引结构固定到底座板，所述底座板例如通过将底座板保持在底座上的梁构造，以能够释放的方式连接到底座，其中梁构造以能够释放的方式附接到底座。起重机特别地以固定方式设置在底座上面，所述底座特别是地面或舰船的甲板或船体。这意味着基础结构是不能够相对于底座移动的。然而，通过以能够移动的方式将上部结构连接到基础结构的连接单元提供起重机的运动，特别是回转或横向运动。特别地，提供至少一个悬挂元件，例如吊索。特别地，系统将保持特定重量和特定尺寸的配重的需求减少到非常小的程度，减少到配重的初始数量的至多30％，特别地至多20％并且特别地至多10％。特别地，系统根本不需要配重。

根据所述系统的优选实施方式，至少一个悬挂元件通过第一端连接到起重机的超起桅杆。所述系统能够减少到避免使用超起配重。特别地，至少一个悬挂元件连接到作为超起桅杆的尖端的第二端。在典型的超起操作中，为了平衡负载力矩并且为了防止起重机的倾翻以及起重机的内部结构的过载，超起桅杆设置有悬挂在其上的配重。超起桅杆被构造为起重桅杆。

根据本发明的优选实施方式，至少一个悬挂元件通过第一端直接连接到起重机的上部结构的基部吊架结构。配重直接附接到基部吊架结构，因此能够完全被取代。通常，为了平衡内部力矩并且防止在索具条件下基部吊架结构在一侧上产生超载，在基部吊架结构中需要这样的配重。提供基部吊架结构到底座，特别是舰船的底座的连接，基部吊架结构的负载力矩直接引入到底座，特别并且在底座是舰船的一部分的情况下，负载力矩直接引入到舰船的结构中。

带有以能够绕旋转轴线回转的方式连接到基础结构的上部结构的系统提供上部结构相对于基础结构的旋转运动。特别地，上部结构和基础结构与旋转轴线同轴设置。特别地，旋转轴线垂直于底座并且特别地竖直地取向。当悬挂起重机时，能够提供上部结构相对于基础结构的旋转。

根据本发明的另一个实施方式，上部结构以能够沿位移方向位移的方式连接到基础结构。特别地，因此，整体位移方向能够是倾斜或笔直的。然而，也可以提供各种几何形状的弯曲的位移方向。因此，当悬挂上部结构时，可以使上部结构相对于基础结构位移。特别地，位移方向是平面的并且特别地在水平方向上取向。然而，在底座设置在舰船上的情况下，底座可以横向地取向，因此位移方向也横向地取向。

根据本发明的又一个实施方式，其中悬挂结构包括支撑构架，能够承接至少部分地在水平方向上取向的力。因此，当位移装置沿导引方向移动时，能够承接由位移装置和底座之间的摩擦产生的力。特别地，支撑构架具有平面结构。支撑构架是轻量化设计。构架包括在摩擦力的方向上的高稳定性，所述摩擦力至少部分地在水平方向上取向。

根据优选实施方式，至少一个悬挂元件是链条。链条便于处理、储存和维修。用于储存链条必需的空间要求和技术要求非常少。

然而，替代链条或除链条之外，还能够使用绳索或棒杆作为至少一个悬挂元件。特别地，相对于链条，棒杆可以提供增强的刚度，因此能够通过适当地悬挂保持起重机或者在运输过程中阻碍其相对于底座运动。

根据本发明的优选实施方式，导引结构包括固定到底座的导引轨道。特别地，导引轨道设置有约束装置。因此，能够沿限定导引平面的导引方向提供位移装置的被引导的位移。与此同时，位移装置被限制在垂直于导引平面的方向上。导引轨道可以特别地设置为T形导轨。

根据优选实施方式，位移装置包括转向架单元，其简化沿导引方向的位移，所述导引方向特别地在水平方向上取向。

根据优选实施方式，位移装置包括驱动器。特别地，如果发生位移装置和底座之间的摩擦，则被驱动的位移装置能够克服所述摩擦力。为了这个目的，驱动器特别地设置为连续驱动系统，例如，在轨道或齿条和小齿轮结构上的从动轮。还可以设置像气缸的非连续驱动系统，所述气缸可以是液压缸或气压缸。

根据本发明的优选实施方式，设置两个悬挂元件，并且两个悬挂元件在竖直平面内设置为三角形。特别地，两个悬挂元件设置为倒“V”形。因此，简化为从每个相应位移装置上的悬挂元件提供切向力，为了克服占优势的摩擦力这是必要的。因此，没有必要提供初始竖直地设置的悬挂元件的偏移角以施加切向力。特别地，两个悬挂元件中的每一个都通过其第二端连接到相应的位移装置，并且两个悬挂元件通过它们的第一端连接到共同的安装装置。特别地，共同的安装装置是万向悬挂架。可以在以三角形设置的悬挂元件的交叉点处连接万向悬挂架。特别地，所述交叉点是“V”形的顶点。

根据本发明的优选实施方式，至少一个悬挂元件通过第一端连接到起重机的超起桅杆，其中，上部结构包括支撑构架，其承接至少部分地在水平方向上取向的力，并且其中，共同的安装装置首先经由支撑构架连接到上部结构，其次经由超起桅杆悬挂元件连接到超起桅杆，并且第三，经由两个悬挂元件连接到位移装置。

根据本发明的优选实施方式，设置至少一个测压元件，用于测量作用在至少一个悬挂元件上的负载。特别地，至少一个悬挂元件是超起桅杆悬挂元件、悬挂元件或主动臂悬挂元件。至少一个测压元件能够集成到至少一个悬挂元件自身中。此外，可以设置控制测量的负载的控制系统。因此，可以防止位移装置和至少一个悬挂元件自身的超载。还可以设置显示装置，其与至少一个测压元件或与控制系统信号连接。可以监测作用在至少一个悬挂元件上的负载。

本发明的又一个目的是构造代替底座的舰船，因此提供用于减少起重机的配重数量的系统。

根据本发明，通过包括用于减少起重机的配重数量的系统的舰船实现该目的。所述系统包括起重机，其包括：基础结构，其设置在基底上；连接单元；以及上部结构，其经由连接单元连接到基础结构，并且所述系统包括悬挂装置，其用于将起重机悬挂在底座，所述悬挂装置包括：导引结构，其限定导引方向，所述导引结构附接到底座；位移装置，其以能够沿导引方向位移的方式附接到导引结构；以及至少一个悬挂元件，其通过第一端连接到起重机，并且通过第二端连接到位移装置，其中设置的基底位于舰船的甲板上。特别地，底座设置在舰船的上甲板上。

根据优选实施方式，用于起重机的悬挂的底座设置在舰船的船体内部，在船体的内壳之间。

根据另一个优选实施方式，用于起重机的悬挂的底座设置在舰船的船体内部，在甲板之间的夹层上。特别地，底座设置在舰船的上甲板下面。

根据优选实施方式，底座设置在相对于舰船的下端的高度处，即，在舰船内部的高度，以便舰船的重心位于底座的平面中。因此，当舰船摇摆、偏航和俯冲时，特别在起重机操作过程中，舰船具有增加的稳定性。

根据本发明，确认的是可以在舰船上设置一种用于减少起重机的配重数量的系统，因此可以设置一种不需要安装的起重机或起重机悬挂配重的离岸起重机，同时一方面，在起重机操作过程中保持灵活性，并且另一方面，在运输过程中阻碍起重机相对于舰船的回转。

下面将结合附图更加详细地描述本发明的实施方式。

附图说明

图1示出了带有根据现有技术的船载起重机的舰船的侧视图；

图2示出了图1中的舰船的顶视图；

图3示出了带有第一实施方式的系统的舰船的侧视图；

图4示出了图3中的舰船的顶视图；

图5示出了图3中的舰船的后视图；

图6示出了带有根据第二实施方式的系统的舰船的侧视图；

图7示出了图6中的舰船的顶视图；

图8示出了带有根据第三实施方式的系统的舰船的侧视图；

图9示出了图8中的舰船的后视图；

图10示出了位移装置的放大的后视图；以及

图11示出了图10中的位移装置的侧视图。

具体实施方式

根据图3至图5的舰船1包括根据本发明的第一实施方式的系统19。系统19能够减少起重机2的配重数量。起重机2的基础结构3固定地设置在底座20上。底座20是舰船1的上甲板。连接单元4是旋转环，并且能够使上部结构5绕旋转轴线7相对于基础结构3回转。

底座20不是起重机2的一部分。特别地，还可以将起重机2设置在固定的平台上，例如，海岸边的钻井平台。进一步可以将底座设置在驳船或浮船上。还可以将底座20固定到大型建筑的屋顶平台上。

系统19还包括悬挂装置21，其用于将起重机2悬挂在底座20。悬挂装置21包括导引结构22，例如具有T形导轨的导引轨道。导引结构22限定导引方向23。由于上部结构5能够绕旋转轴线7相对于基础结构3回转，导引方向23是圆弧。然而，还可以设置连接单元，以使上部结构5能够沿轨道，特别是沿直线轨道位移。在这种情况下，导引方向23平行于为上部结构的位移所设置的轨道。圆弧与旋转轴线7同轴设置。特别地，旋转轴线是竖直取向的。

导引结构22固定地附接到底座20。特别地，导引结构22锚定在底座中。

系统19还包括位移装置24，其包括两个转向架单元25。转向架单元25设置为沿导引方向23间隔开。

导引方向23是平面的并且限定平行于底座20的导引平面。

位移装置24以能够沿导引方向23位移的方式附接到导引结构22。能够在导引平面内沿导引方向23引导位移装置24。与此同时，通过导引结构22限制位移装置24。特别地，位移装置的转向架单元25包括一对滚子26，其通过支架27彼此连接。支架27至少部分地包围导引结构22。滚子26设置为平行于导引方向23。导引结构22的导引轨道在垂直于导引方向23的方向上设置在两个相应的滚子26之间。滚子26通过导引轨道的T形导轨保持在垂直于导引平面的方向上。图10和图11中提供了位移装置24的放大视图。

位移装置24还包括至少一个驱动器28。特别地，位移装置24包括用于每个滚子26的一个驱动器。特别地，一对滚子，即，两个滚子26设置在导引轨道的每一侧上。悬挂装置也被称为轨道和滚子装置。这意味着，为每个转向架单元25设置四个滚子26。通过两个悬挂元件29连接位移装置24，悬挂元件29分别为带有作为共同的安装装置30的万向悬挂架的转向架吊索形式。共同的安装装置30经由支撑构架31附接到上部结构5，特别地附接到上托架6。支撑构架31承接至少部分地在水平方向上取向的力。特别地，通过支撑构架31承接的力是由在位移装置24和底座20之间发生的摩擦产生的。因此，摩擦力沿导引方向23，即，在导引平面中取向。

系统19还包括顶部桅杆撑臂32和底部桅杆撑臂33。在顶部桅杆撑臂32和底部桅杆撑臂33之间，平行地设置超起配重吊索13。此外，测压元件34附接到每个超起配重吊索13。

系统19能够将起重机2悬挂到底座20，其中起重桅杆9经由超起配重吊索13、共同的安装装置30和悬挂元件29悬挂在悬挂装置21处，即，经由位移装置24悬挂在导引结构22处。

最佳参见图5，悬挂元件29在竖直平面内设置成三角形。特别地，悬挂元件29设置成倒“V”形，其中“V”形的顶点连接到共同的安装装置30。共同的安装装置30是附接到支撑构架31的后端的单点接头。因此，一方面，可以经由底部桅杆撑臂33和顶部桅杆撑臂32，将彼此平行的超起配重吊索13从共同的安装装置30提供到起重桅杆9的尖端12。另一方面，可以将悬挂元件29成三角形地设置在上部结构5和位移装置24的转向架单元25之间。因此，仅在支撑构架31的中心平面中的横向负载经由共同的安装装置30的万向悬挂架传递。为了将悬挂元件29提升到支撑构架31的接头或将悬挂元件29从支撑构架31的接头降低，还可以在支撑构架31上设置附加绞盘。

共同的安装装置30经由支撑构架31连接到上部结构5、经由超起配重吊索13连接到超起桅杆9并且经由悬挂元件29连接到位移装置24。

然而，不仅可以将系统19设置在舰船1上，还可以将系统19设置在驳船、浮船或任何其他海上交通工具上，以代替或减少配重的数量。特别地，还可以将系统19设置在地面上，其中起重机2以基础结构3固定在地面上。特别地，本发明的系统19没有在根据现有技术的起重机中必要的超起配重。然而，仍然设置上部结构配重15。

系统19通过起重桅杆9提供起重机2相对于基础结构3的回转或平移。系统19包括两个转向架单元29，其在导引结构22的弯曲或直线的导引轨道上移动。导引结构22被包括在承载体，即，舰船的底座20中。转向架单元25各自在轨道上滚动。转向架单元25遵从起重机2的上部结构5的运动，即，绕旋转轴线7回转或沿直线或弯曲的轨道位移。一旦上部结构5和转向架单元25之间的连接的切向力大到足以克服转向架单元25和导引结构22的导引轨道之间的摩擦力，位移装置24的转向架单元25的位移就开始。由于悬挂元件29彼此成三角形地设置，当上部结构回转时，切向力被提供到两个悬挂元件29上，其中切向力高到足以将转向架单元25集中在上部结构5下面。因此，防止转向架单元25的非连续的停留/滚动运动。当从上部结构5到转向架单元25使用悬挂元件的平行设置时，可能发生这样的转向架单元25的停留/滚动运动。然后，为了获得悬挂元件29的平行线和竖直轴线之间的角度，上部结构5需要到转向架单元25的一些切向距离。这将产生切向力，以使转向架单元25移动。由于静摩擦大于滚动摩擦，转向架单元25加速，因此，将超越上部结构5。当上部结构5仍然回转时，相同的过程再次开始，并且将因此导致转向架单元25的非连续的停留/滚动运动。

此外，悬挂元件29的三角形设置的顶点在位于转向架单元25之间的上部中心点处。悬挂元件29设置为等腰三角形。

图6和图7中示出了根据本发明的系统的又一个实施方式。对应于在前面图1至图5中描述的那些组件的组件具有相同的参考标记。

系统35不同于系统19之处在于，除第一悬挂装置21之外设置了第二悬挂装置36。第二悬挂装置36与第一悬挂装置21基本上是相同的。特别地，第二悬挂装置36能够将起重机2悬挂到底座20。悬挂装置36包括第二导引结构37，其限定第二导引方向38。两个导引结构22、37都设置为圆弧，其中，两个导引结构22、37都与旋转轴线7同轴地设置。

以能够位移的方式附接到导引结构22、37的位移装置24是相同的。此外，对于第一和第二悬挂装置21、36，悬挂元件29是相同的。

主要区别是悬挂元件29的设置。如已经在上面说明的，为了补偿超起配重，第一悬挂装置21的悬挂元件29连接到起重桅杆9。第二悬挂装置36的悬挂元件29直接连接到起重机2的上部结构5的上托架6。因此，第二悬挂装置36能够抵销上部结构配重，特别的抵销内部负载。因此，不再需要配重。带有系统35的舰船1没有任何配重。

图8和图9中示出了根据本发明的系统的又一个实施方式。对应于在前面图1至图7中描述的那些组件的组件具有相同的参考标记。

类似于图3至图5中的第一实施方式，起重机2包括超起配重15。相对于图3至图5中的起重机的主要区别在于，基础结构3设置在底座39上，所述底座39在舰船1的上甲板40下面的夹层上。底座39是舰船1的船体的一部分并且直接附接到舰船1的内壳41。特别地，内壳41能够在悬挂过程中变形，即，吸收变形。

上甲板40具有开口42，其用于引导出舰船1的内部的基础结构3。

底座39的高度H，即，底座39到舰船1的下端的竖直距离设置为，舰船1的重心43在带有底座39的平面中。特别地，还可以将起重机2的横向位置更改为，重心43在旋转轴线7上。

图10和图11分别示出了位移装置24的放大视图，特别是位移装置24的一个转向架单元25。

导引结构22包括T形导轨44。两个滚子26设置在导轨44的竖直壁45的每一侧上。滚子26连接到共同的驱动器28。也可以为每个滚子26提供一个驱动器。在T形的每一侧上的一对滚子经由支架结构27彼此连接。支架结构27包围T型的上部、水平取向部分47。在起重机的运动过程中，滚子26在底座20上滚动，因此位移装置24运动。通过部分47在竖直方向上固定滚子26。导轨44能够在水平方向上导引，并且防止竖直运动。

在支架结构27的上部、水平部分中设置连接开口46。连接开口46提供转向架单元25与吊索的连接。特别地，连接开口46能够与吊索铰链连接。

Claims (15)

1.一种用于重新设置起重机操作的配重的系统，所述系统包括：

a.起重机(2)，其包括

i.基础结构(3)，其设置在底座(20)上，

ii.连接单元(4)，以及

iii.上部结构(5)，其经由所述连接单元(4)连接到所述基础结构(3)，以及

b.至少一个悬挂装置(21；21，36)，其用于将所述起重机(2)悬挂到所述底座(20)，所述悬挂装置(21；21，36)包括

i.导引结构(22；22，37)，其限定导引方向(23；23，38)，所述导引结构(22；22，37)附接到所述底座(20)，

ii.位移装置(24)，其以能够沿所述导引方向(23；23，38)位移的方式附接到所述导引结构(22；22，37)，以及

iii.至少一个悬挂元件(29)，其通过第一端连接到所述起重机(2)，并且通过第二端连接到所述位移装置(24)。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个悬挂元件(29)通过所述第一端连接到所述起重机(2)的超起桅杆(9)。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个悬挂元件(29)通过所述第一端直接连接到所述起重机(2)的上部结构(5)的基部吊架结构(6)。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述上部结构(5)以能够绕旋转轴线(7)回转的方式连接到所述基础结构(3)。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述上部结构(5)以能够沿位移方向位移的方式连接到所述基础结构(3)。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述上部结构(5)包括支撑构架(31)，其承接至少部分地在水平方向上取向的力。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个悬挂元件(29)是链条。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述导引结构(22；22，37)包括固定到所述底座(20)的导引轨道。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述位移装置(24)包括具有至少两个滚子的转向架单元(25)。

10.如权利要求1所述的系统，其中，所述位移装置(24)包括驱动器(28)。

11.如权利要求1所述的系统，其中，两个悬挂元件(29)设置在一个悬挂装置(21；21，36)上，所述两个悬挂元件(29)在竖直平面内设置为三角形。

12.如权利要求11所述的系统，其中，所述两个悬挂元件(29)中的每一个通过其第二端连接到相应的位移装置(24)，并且其中，所述两个悬挂元件(29)通过它们的第一端在共同的安装装置(30)处连接到一起。

13.如权利要求1所述的系统，其中，提供至少一个测压元件(34)，用于测量作用在所述至少一个悬挂元件(29)上的负载。

14.如权利要求1所述的系统，其中，所述底座(39)设置在舰船(1)的船体内部，在所述船体的内壳(41)之间。

15.一种包括如在前的权利要求中的一项所述的系统(19；35)的舰船，其中，所述底座(20)设置在所述舰船(1)的甲板上。