CN108463421A - 用于在绞车滚筒上卷绕绳索的系统和卷绕装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于卷绕和调节绳索(12)或缆绳拉力的卷绕装置(40)，绳索(12)或缆绳待缠绕到绞车滚筒(22)上或从绞车滚筒(22)出来，卷绕装置(40)包括卷绕滑轮(42)，其中绳索(12)在缠绕到绞车滚筒(22)上之前引导到卷绕滑轮(42)上，其中，卷绕装置(40)包括线性移动的滑动件(44)，并且卷绕滑轮(42)安装在滑动件(44)中从而其可侧向倾斜。还描述了一种用于卷绕绳索(12)或缆绳的系统，绳索(12)或缆绳待缠绕到绞车滚筒(22)上或从绞车滚筒(22)出来，系统包括具有所述绞车滚筒(22)的绞车(20)和用于绳索(12)上的张力的牵引单元(26)，以及一种卷绕装置(40)。

Description

用于在绞车滚筒上卷绕绳索的系统和卷绕装置
技术领域
本发明涉及一种卷绕装置，用于卷绕并且可能调节绳索或缆绳中的牵拉张力，所述绳索或缆绳待缠绕到绞车滚筒上或从绞车滚筒出来，所述卷绕装置包括卷绕滑轮，其中绳索在缠绕到绞车滚筒上之前引导到卷绕滑轮上。
本发明还涉及一种用于卷绕绳索或缆绳的系统，所述绳索或缆绳待缠绕到绞车滚筒上或从绞车滚筒出来，所述系统包括具有所述绞车滚筒的绞车(winch)和牵引单元以及卷绕装置。本发明旨在与纤维绳一起使用，但也可以与其他类型的绳索、缆绳和类似的细长体一起使用，并且主要用于海底提升操作、介入、管铺设操作等。然而，本发明也可以用于其他类型的操作。
本发明还旨在与例如起重机结构、A型框架、月池塔或其他结构一起使用，用于给甲板带来载荷或从甲板上带离载荷并且从水中出来或进入水中。
背景技术
卷绕装置用于卷绕缠绕在绞车滚筒上或从绞车滚筒出来的绳索，尤其是用于石油和天然气行业的船舶。公知的装置包括可以在绳索上提供拉力的多个绳索滑轮或滚筒，所述绳索滑轮或滚筒可以相对于彼此旋转，或者它们可以一起旋转以调节待缠绕到绞车滚筒上的绳索中的张力。同样公知的是，可以在绳索进入器械之前向绳索提供制动效果以调节绳索的拉力。
公知装置的一个问题是，绳索可能以过高或过低的张力或绳索牵引缠绕到卷绕滚筒上，这可能导致绳索在处于低张力或绳索牵引过于松弛地缠绕的风险，以及在处于过高张力下，绳索牵引将被迫进入下面绳索的松弛的缠绕层中的风险。这可能会导致绳索损坏并且中断操作。
现有技术描述
US2004/0069981A1(BOMBARDIER INC.)描述了一种用于将线卷绕到滚筒上的器械，该器械配备有将线引导到滚筒上的正确位置的臂。
US2015076266A1(DEEP TEK WICH IP LIMTED)涉及一种滚筒和一种将线/绳索放置在滚筒上的方法，在振动/摆动装置的保护下，该方法在缠绕到滚筒上的线中提供振动。这导致线中的张力波动。所述装置还具有用于引导线的侧向移动。
US3749367(INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE)涉及一种在主要用于在钻井设备中的柔性管线中实现恒定张力的器械。这涉及在线传送滑轮中的移动/位移。图5示出了该发明的优选实施例。
NO20101636A(HOUSE ENGINEERING AS)涉及一种用于提升线的操作以执行升沉补偿的绞车装置。其包括牵引绞车、收紧单元和用于线的辅助绞车，所述收紧装置构成缓冲器，以保持牵引绞车与辅助绞车之间的线路处于大致恒定的收紧状态。
此外，参考已知的JP1242396A2(KONISHi AKIO)和JP2004217422A(NAGAO KOJI)。P1242396A2涉及一种带有缆绳提供器的绞车，其具有两个缆绳引导滑轮，所述缆绳引导滑轮安装在能够围绕垂直于滚筒轴线的轴线摆动，并且能够向前和向后转动的器械中。没有描述这种转动是否由电机驱动。JP2004217422A涉及一种类似的装置。
US6983927B2(MICHEL PELLETIER ET AL)涉及一种配备有缆绳卷绕器械的绞车，该缆绳卷绕器械借助于可为液压或气动的致动器摆动。FR1330280A(Godderidge Jean)涉及一种卷绕器械，其中通过与螺母啮合的旋转螺钉促进绳索滑轮的摆动运动。
发明目的
现有技术的一个缺点是不存在一种具有用于卷绕绳索和抑制绳索拉力变化以及还有可能的牵引能力的集成功能的装置。
本发明的目的是提供一种卷绕装置，其中上述功能可以集成在同一个装置上。
此外，本发明的目的是提供一种卷绕装置，其能够控制卷绕装置中和绞车滚筒上的绳索的速度，并且能够在紧急停止时提供附加的安全性。以这种方式，可以提供卷绕装置，其调整线中的张力并将线引导到滚筒上。
此外，本发明的一个目的是提供一种容易紧凑且使用简单的已知解决方案的替代方案。
通过本发明，还可以减小由于外部载荷变化和不均匀加载操作而引起的系统载荷。
发明内容
所述目的通过如独立权利要求中给出的卷绕装置来实现，其中提供了一种用于卷绕绳索或缆绳的卷绕装置，所述绳索或缆绳待缠绕到绞车滚筒上或从绞车滚筒出来，所述卷绕装置包括卷绕滑轮，其中绳索在缠绕到绞车滚筒之前引导到卷绕滑轮周围上，并且其中所述卷绕装置包括线性移动的滑动件，并且所述卷绕滑轮侧向可倾斜地安装在所述滑动件中。
替代实施例在各个从属权利要求中给出。
卷绕滑轮可横向(transvers)于滑块的线性运动方向侧向可倾斜。
所述卷绕滑轮可以安装在侧向可倾斜滑轮支撑件中，其中滑轮支撑件安装在滑动件中的中央纵向延伸的支承轴中。
滑动件可以包括驱动滚筒以提供卷绕滑轮的所述倾斜运动。
卷绕滑轮也可以侧向倾斜，因为所述卷绕滑轮可以在与绞车滚筒平行的两个方向上线性移动。在这种情况下，可以设置标志(flag)滑轮，以从卷绕装置改变绳索的出口位置。可代替地，滑动件可以包括齿轮系统或类似物以提供卷绕滑轮的所述倾斜运动。
所述滑动件布置成在多个杆上线性地移动以提供绳索的阻尼，所述绳索被引导通过卷绕装置，并且滑动件包括提供线性阻尼运动的多个缸体(cylinder)。
用于提供线性阻尼运动的缸体，可以调节成在给定位置保持恒定的压力。
此外，所述滑动件布置成在多个杆上线性地移动以提供绳索的阻尼，所述绳索被引导通过卷绕装置，并且滑动件可以包括提供线性阻尼运动的齿轮系统。
此外，卷绕滑轮可以连接到一个或多个驱动单元，驱动单元布置成调节卷绕滑轮的速度从而调节通过卷绕滑轮的绳索上的负载。
所述目的还通过一种用于卷绕绳索或缆绳的系统实现，所述绳索或缆绳待缠绕到绞车滚筒上或从绞车滚筒出来，所述系统包括具有所述绞车滚筒的绞车和用于在绳索上的张紧的牵引单元，其中，卷绕装置布置在绞车滚筒和牵引单元之间，并且卷绕装置包括卷绕滑轮，所述卷绕滑轮安装成使得其可以在线性移动的滑动件中侧向倾斜，以引导绞盘卷筒上的绳索卷绕和绳索上的任何拉力。
可以设计如上所述的卷绕装置，其中卷绕装置布置成从牵引单元接收绳索。
卷绕装置、牵引单元和绞车可以连接到控制系统，用于调节各个单元。
附图说明
下面将参考附图更详细地描述本发明的优选实施例，其中：
图1示出了根据本发明的卷绕装置的组件的实例以及起重机、牵引单元和绞车。
图2更详细地示出了根据本发明的卷绕装置以及绞车和牵引单元。
图3示出了具有卷绕滑轮的滑动件，其作为根据本发明的卷绕装置的一部分。
图4相应地示出了具有卷绕滑轮的滑动件，其作为根据本发明的卷绕装置的一部分。
图5示出了在图3和图4中所示的滑动件中用于卷绕滑轮的倾斜运动的装置。
图6相应地示出了在图3和图4中所示的滑动件中用于卷绕滑轮的倾斜运动的装置。
具体实施方式
图1示出了本发明的实施例以及牵引单元26、绞车20和起重机10的示例。起重机10是专门为纤维绳设计的起重机，但是如前所述，本发明也可以与其他起重装置一起使用。绳索12从起重机10通过牵引单元26进一步行进到卷绕装置40，并且到达绞车20上的绞车滚筒22。
卷绕装置40尤其适用于调节绳索12或缆绳或任何其他显示相同特征的细长体(下文称为绳索)中的张力。
在图2中，示出了根据本发明的卷绕装置40与牵引单元26和绞车20。根据本发明的卷绕装置可以在没有牵引单元26的情况下使用，其中绳索12可以直接从货物布线。
可以看出，牵引单元26包括若干绳索滑轮32、34、36、38，绳索12绕其运行。更详细地说，在所示的实施例中，牵引单元26配备有第一绳索滑轮32，所述第一绳索滑轮32接收来自起重机10的绳索12，以及多个中间的和偏置的绳索滑轮34、36、38，其可以与制动装置28配合以调节绳索12上的速度和张力/拉力。牵引单元26通常具有调节绳索上的张力/拉力，并调节绳索12卷绕到绞车滚筒22上的功能。
绳索12从牵引单元26运行到根据本发明的卷绕装置40上，并且此后到达绞车20的绞车滚筒22上。所示的牵引单元26是本领域技术人员已知的，因此不作更详细的描述。
图3和4更详细地示出根据本发明的卷绕装置40。
卷绕装置40可以固定在底座24上(如图2所示)。底座24最初为牵引单元26制成，但也可以是用于卷绕装置的底座。或者，单独的底座可以用于卷绕装置。
在所示实施例中，卷绕装置40包括线性移动滑动件44或货车。卷绕装置40的至少一个前部64固定到所述底座或其他基座中的一个上。卷绕装置40的前部64沿纵向方向线性地运行一对杆53a、53b。此外，卷绕装置40的滑动件44包括第一滑动部件66a和第二滑动部件66b，第一滑动部件66a和第二滑动部件66b具有包围杆53a、53b的中间内部空心型材54a、54b，使得滑动件可以线性移动。为了操纵滑动件44的线性运动，卷绕装置40优选地装配有一对缸体56，优选每侧一个缸体，但是滑动件44的移动也可以以其他方式执行(例如通过齿轮等驱动)。另外也可以通过使用机械弹簧、气动减震器或电弹簧。缸体56紧固到卷绕装置40的前部64，并且加压以驱动滑动件44。到达牵引单元26的绳索12穿过前部64中的开口68(图2中示出，图4中未示出)，并穿过第一滑动部件66a中的开口50。
此外，卷绕装置包括通常放置在滑轮支撑件46中的卷绕滑轮42。卷绕滑轮42安装在滑轮支撑件46的横轴70上，或者可选地悬挂在例如回转环中。如图2所示，绳索12进一步围绕卷绕滑轮42运行，并且延伸到绞车滚筒22上。为了调节围绕卷绕滑轮42运行的绳索12上的拉力，滑轮支撑件46可以配备有一个或多个驱动单元58、60。通过增加或减小卷绕滑轮42的速度，使得卷绕滑轮42的路径和绳索12之间的摩擦力增大或减小，并且这将影响绳索12在拉到绞车滚筒22上之前的拉力。
卷绕滑轮42，或优选带有卷绕滑轮42的滑轮支撑件46安装在滑动件44中，使得其可侧向倾斜。倾斜运动横向于滑动件44的纵向和直线运动，使得滑轮支撑件46可以围绕其支撑点旋转，该支撑点位于滑动件44中的中心纵向延伸的轴承轴62中。因此，卷绕滑轮42的路径具有如图5和6中的箭头所示的侧向拱形运动。支撑点和绳索入口50优选具有相同的轴线。图3示出了卷绕滑轮42处于直立位置，而图4、5和6示出了卷绕滑轮向一侧倾斜。卷绕滑轮42自然可以相对于另一侧倾斜。
可替代地，卷绕滑轮42可以侧向倾斜，因为卷绕滑轮42布置成沿两个方向线性地移动，并且在卷绕装置的绳索的出口位置，设置标志滑轮以改变方向。因此，卷绕可以不仅仅围绕倾斜点进行旋转。卷绕也可以整个滑轮42侧向移动以卷绕到滚筒上，但是不会固定出口并且路径上的下一个滑轮应该注意这种偏差这样的方法进行。其他方法可以使用线和绞车、直接操作等。
图5和图6示出了卷绕滑轮42的倾斜运动可以如何进行的示例。图5示出了使用有齿轮驱动器52，图6示出了使用增压缸48。
卷绕装置40、牵引单元26和绞车20可以独立地或一起地连接到控制系统(未示出)，用于操纵各个单元。起重机10也可以连接到相同的控制系统。
倾斜卷绕
倾斜卷绕在缸体48(或者如果存在有齿轮装置的电机)中发生，操纵到与绞车滚筒22垂直的期望位置，以根据需要将绳索层放置在滚筒22上。控制系统根据路径将卷绕装置40置于右侧的位置，卷绕滑轮42通过操纵缸体或电机的位置而转动。
阻尼
滑动件44的缸体56产生阻尼的原因在于，缸体56被调节成在其行程的给定位置处保持恒定的压力。与该位置的偏差可以通过控制系统来处理，使得绞车20可以增加或减小速度以使滑动件44回到其期望的位置。滑动件44的缸体56也可以具有残余(residual)行程，以能够处理绞车20和牵引单元26上的不同停止时间。
牵引
如上所述，卷绕滑轮42还可以配备有驱动单元58、60，其导致滑轮和绳索之间的摩擦被用于改变滑轮42上的从入口到出口的负载。
除了所提到的卷绕装置之外，本发明还包括用于缠绕绳索12或缆绳的系统，所述绳索或缆绳将缠绕到绞车滚筒22上或从绞车滚筒22上出来，包括具有所述绞车滚筒22的绞车20，和用于张紧绳索12的牵引单元26，以及布置在绞车滚筒22和牵引单元26之间的卷绕装置40，所述卷绕装置40的卷绕滑轮42安装在线性移动滑动件44中，使得侧向倾斜以引导绳索12缠绕到绞车滚筒22上。

Claims (14)

1.一种用于卷绕绳索(12)或缆绳的卷绕装置(40)，所述绳索(12)或缆绳待缠绕到绞车滚筒(22)上或从绞车滚筒(22)出来，所述卷绕装置(40)包括卷绕滑轮(42)，其中绳索(12)在缠绕到绞车滚筒(22)上之前引导到卷绕滑轮(42)上，
其特征在于，所述卷绕装置(40)包括线性移动的滑动件(44)，并且所述卷绕滑轮(42)侧向可倾斜地安装在所述滑动件(44)中。
2.根据权利要求1所述的卷绕装置(40)，其特征在于，所述卷绕滑轮(42)侧向可倾斜地横向于所述滑动件(44)的线性移动方向。
3.根据权利要求2所述的卷绕装置(40)，其特征在于，所述卷绕滑轮(42)安装在侧向可倾斜滑轮支撑件(46)中，其中滑轮支撑件(46)安装在滑动件(44)中的中央纵向延伸的支承轴(62)中。
4.根据权利要求2或3所述的卷绕装置(40)，其特征在于，所述滑动件(44)包括驱动缸体(48)，所述驱动缸体(48)布置成传递卷绕滑轮(42)的所述倾斜运动。
5.根据权利要求1所述的卷绕装置(40)，其特征在于，所述卷绕滑轮(42)侧向可倾斜，其中所述卷绕滑轮(42)布置成在平行于所述绞车滚筒(22)的两个方向上线性地移动。
6.根据权利要求2或3所述的卷绕装置(40)，其特征在于，所述滑动件(44)包括齿轮系统(52)，所述齿轮系统(52)布置成提供卷绕滑轮(42)的所述倾斜运动。
7.根据权利要求1所述的卷绕装置(40)，其特征在于，所述滑动件(44)布置成在多个杆(53a、53b)上线性地移动以提供绳索(12)的阻尼，所述绳索(12)被引导通过卷绕装置(40)，并且滑动件(44)包括布置成提供线性阻尼运动的多个缸体(56)。
8.根据权利要求7所述的卷绕装置(40)，其特征在于，用于提供所述线性阻尼运动的所述缸体(56)布置成被调节为在给定位置保持恒定的压力。
9.根据权利要求1所述的卷绕装置(40)，其特征在于，所述滑动件(44)布置成在多个杆(53a、53b)上线性地移动以提供绳索(12)的阻尼，所述绳索(12)被引导通过卷绕装置(40)，并且滑动件(44)包括布置成提供线性阻尼运动的齿轮系统。
10.根据权利要求1所述的卷绕装置(40)，其特征在于，所述卷绕滑轮(42)连接到一个或多个驱动单元(58、60)，所述驱动单元(58、60)布置成调节所述卷绕滑轮(42)的速度，从而通过卷绕滑轮(42)在绳索上加载。
11.一种用于卷绕绳索(12)或缆绳的系统，所述绳索(12)或缆绳待缠绕到绞车滚筒(22)上或从绞车滚筒(22)出来，所述系统包括具有所述绞车滚筒(22)的绞车(20)和用于在绳索(12)上张紧的牵引单元(26)，
其特征在于，卷绕装置(40)布置在绞车滚筒(22)和牵引单元(26)之间，并且卷绕装置(40)包括卷绕滑轮(42)，所述卷绕滑轮(42)侧向可倾斜地安装在线性移动的滑动件(44)中，以引导绳索(12)卷绕到绞车滚筒(22)上。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，根据权利要求1-10中的一项或多项设计所述卷绕装置(40)。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述卷绕装置(40)、所述牵引单元(26)和所述绞车(20)连接到用于调节各个单元的控制系统。
14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述卷绕装置(40)布置成从所述牵引单元(26)接收绳索。
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