CN113165825A - 用于盘绕的柔性管材的安装拖车及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种系统包括：可收拢拖车框架以及与可收拢拖车框架联接的提升机构。提升机构构造成升高或降低管材的卷或管材的卷筒。该系统还包括制动机构。

Description

用于盘绕的柔性管材的安装拖车及其使用方法
背景技术
柔性管材在无数的环境中(包括在石油和天然气行业)都很有用。柔性管材可在恶劣的操作条件下操作并且耐用，并可以适应高压和高温。柔性管材可被捆绑并布置成一个或多个卷，以方便运输和使用管材。
管材卷可按“孔眼朝一侧”或“孔眼朝天空”的取向定位。当柔性管材盘绕并以其内部通道朝上的方式布置，使得卷水平取向，于是管材卷被称为处于“孔眼朝天空”的取向。相反，如果柔性管材盘绕并布置成使其内部通道不朝上，从而卷处于直立或竖直取向，那么管材卷被称为处于“孔眼朝一侧”的取向。
柔性管材可以作为卷被运输到不同的地点进行部署(也被称为退绕或解绕)。目前不同类型的装置和车辆用于装载和运输管材卷，但在装载或卸载这种卷以进行运输和/或部署的过程中，通常还涉及额外的设备和人工劳动。此类管材卷通常相当大且重。因此，需要有一种改进的方法和设备来装载和卸载管材卷。
发明内容
提供本发明内容是为了介绍一些概念，将在下文的详细描述中进一步描述这些概念。本发明内容并不打算确定权利要求主题的关键或基本特征，也不打算作为限制权利要求主题的范围的辅助手段。
在一个方面，本公开的实施方式涉及一种系统，该系统包括：可收拢拖车框架以及与可收拢拖车框架联接的提升机构。所述提升机构构造成升高或降低管材的卷或管材的卷筒。所述系统还包括制动机构。
在另一个方面，本公开的实施方式涉及一种方法，该方法包括提供拖车，该拖车具有：可收拢拖车框架；与拖车框架联接的提升机构；以及制动机构。该方法还包括：将管材的卷或管材的卷筒联接至提升机构；借助提升机构调整管材的卷或管材的卷筒的竖直位置；通过旋转管材的卷或管材的卷筒来部署管材；以及借助制动机构向插入管材的卷的滚筒组件施加压力，或借助制动机构向管材的卷筒施加压力。
从下面的描述和所附的权利要求书中可以看出本权利要求主题的其他方面和优点。
附图说明
图1是根据本公开的实施方式的可收拢安装拖车的示意图。
图2是根据本公开的实施方式的可卷绕管材的卷的立体图。
图3是根据本公开的实施方式的可卷绕管材的卷筒的立体图。
图4是根据本公开的实施方式的可收拢安装拖车的立体图。
图5是根据本公开的实施方式的处于收拢构造的可收拢安装拖车的立体图。
图6是根据本公开的实施方式的可收拢安装拖车的可伸缩侧的立体图。
图7是根据本公开的实施方式的提升机构和制动机构的立体图。
图8是根据本公开的实施方式的包括机械锁定装置的提升机构的立体图。
图9是根据本公开的实施方式的处于接合位置的机械锁定装置的侧视图。
图10是根据本公开的实施方式的处于脱离位置的机械锁定装置的侧视图。
图11是根据本公开的实施方式的可用于操纵卷的滚筒组件的立体图。
图12是根据本公开的实施方式的滚筒组件的立体图。
图13是根据本公开的实施方式的可收拢安装拖车和滚筒组件的立体图。
图14是根据本公开的实施方式的可收拢安装拖车和滚筒组件的侧视图。
图15是根据本公开的实施方式的可收拢安装拖车和滚筒组件的后视图。
图16是根据本公开的实施方式的可收拢安装拖车和滚筒组件的后视图。
图17是根据本公开的实施方式的可收拢安装拖车的一部分的立体图。
图18是根据本公开的实施方式的可收拢安装拖车的一部分的立体图。
图19是根据本公开的实施方式的可收拢安装拖车的一部分的立体图。
图20是根据本公开的实施方式的可收拢安装拖车的俯视图。
具体实施方式
本公开的实施方式总体上涉及用于部署柔性管材卷的系统。管材卷可以是自支撑的，例如使用带将卷保持在一起，或者管材卷可以绕卷筒(可以称为管材的卷筒)支撑。根据本公开的实施方式的部署系统可以包括可收拢的安装拖车，该拖车包括：拖车框架；与拖车框架联接的提升机构，该提升机构构造成升高或降低管材卷或管材卷筒；以及制动机构。
下面将参照图示对本公开的实施方式进行描述。在一个方面，本文中公开的实施方式涉及用于从可收拢安装拖车部署可卷绕管材的实施方式。
如本文中所使用的，术语“联接”或“联接到”可以表示建立直接或间接的连接，并且不限于其中之一，除非明确地提到限于其中之一。术语“套装”可以指一个或多个项目。在可能的情况下，图示中使用了类似或相同的附图标记来标识共同或相同的元件。这些图示不一定是按比例绘制的，而且图示中的某些特征和某些视图可能为了说明问题而被夸大了比例示出。
图1示出了可收拢安装拖车10的一个实施方式的方框图。正如下文所详细描述的，可收拢安装拖车10可用于部署可卷绕管材12，其可指任何类型的能够弯曲成卷的柔性管材或管线。可卷绕管材12可以缠绕在卷轴或卷筒上，或者可卷绕管材12可以在没有卷轴或卷筒的情况下处理成卷。与不能弯曲成卷的刚性管材相比，这种可卷绕管材12的卷筒或卷可以减少管材在制造、发送、运输和部署期间所占用的空间。
柔性或可卷绕管材是用来输送或转移任何水、气体、油或任何类型的合适流体的管。可卷绕管材12可由任何类型的材料制成，包括塑料、金属、复合材料(例如，纤维增强的复合材料)和/或其他合适的材料。可卷绕管材12经常用于许多应用中，包括但不限于岸上和离岸石油和天然气应用。可卷绕管材12可以是一种柔性管材，其可以包括粘合或未粘合的柔性管材、柔性复合管材(FCP)、热塑性复合管材(TCP)或加强型热塑性管材(RTP)。FCP或RTP管材本身一般可由几层组成。在一个或多个实施方式中，柔性管材可以包括热塑性内衬或内压护套，该内衬或内压护套具有增强层和热塑性外罩层。在一个或多个实施方式中，热塑性塑料可以是高密度聚乙烯(HDPE)。因此，柔性管材可以包括不同的层，这些层可以由各种材料制成，也可以提供耐腐蚀性。例如，在一个或多个实施方式中，用于构成管材卷的管材可以具有防腐蚀外罩层，该外罩层布置在另一层钢筋上。在此实施方式中，螺旋形缠绕的钢带可以置于由热塑管材制成的内衬上。柔性管材可以设计成应对各种压力。因此，与钢/碳钢管材相比，柔性管材在耐腐蚀性、柔性、安装速度和可重复使用性方面可提供独特的特点和优势。另一种类型的柔性管材或可卷绕管材是盘管或卷管，其可由钢制成并有防腐蚀保护层。
图1的可收拢安装拖车10包括可收拢拖车框架14，该框架为可收拢安装拖车10的其他部件(例如，与可收拢拖车框架14联接的提升机构16)提供基础和支撑。可收拢拖车框架14可以由一个或多个结构部件构成(例如但不限于梁、柱、杆、管、板等)，通过各种技术相互联接(例如但不限于螺栓、螺钉、槽和突片、焊接、钎焊等)。可收拢拖车框架14可以由钢、其他金属合金或复合结构构件制成。在某些实施方式中，可收拢拖车框架14使可收拢拖车框架14在发送或运输时占用更少的空间。提升机构16可以被构造成升高或降低可卷绕管材12的卷或可卷绕管材12的卷筒(如下文详细描述的)。可收拢安装拖车10还可以包括制动机构18，该机构构造成在可收拢安装拖车10部署可卷绕管材12时对其施加反向张力(如下文详细描述的)。最后，可收拢安装拖车10可以包括动力单元20，该单元构造成为安装拖车10的各种部件提供动力，该动力可以包括液压动力、电动力或机械动力。在某些实施方式中，动力单元20可以与可收拢拖车框架14联接，或布置在单独的垫木上。在其他实施方式中，可以省略动力单元20。例如，当操作可收拢安装拖车10时，单独的液压或电动力垫木可以与可收拢安装拖车10联接。可收拢安装拖车10可以包括两个或更多个车轮22，以使可收拢安装拖车10能够移动。车轮22可以是轮胎或连续的轨道，以适应在不同类型的地形上移动。此外，某些实施方式可以包括适当的车轮22，以使安装拖车10能够在车轮22上沿公路被拖动。
在某些实施方式中，可收拢安装拖车10可以包括复圆机构，该机构构造成使部署的可卷绕管材12复圆。例如，可卷绕管材12在盘绕时可具有椭圆形的截面形状。换句话说，可卷绕管材12可能没有圆形的截面形状。复圆机构可以在辊子或其他部件与可卷绕管材12接合或压靠在其上时，使用辊子或其他具有圆形或部分圆形形状的部件将可卷绕管材12重新成形为具有圆形或基本圆形的截面形状。例如，复圆机构可以包括一对或多对彼此相距约180度的辊子，它们与可卷绕管材12的外表面接合。也可以使用其他类型的复圆机构和复圆技术。例如，复圆机构可以使用夹子或其他装置来抵靠可卷绕管材12的部分或全部外表面推动。
在进一步的实施方式中，可收拢安装拖车10可以包括一个或多个带切割器(bandcutter)，该带切割器可以包括切割部分，该切割部分被做尖以能够切割卷带。在某些实施方式中，带切割器可由多个部件制成，以使切割部分能够被移除或更换，而不必移除或更换整个带切割器。在进一步的实施方式中，可以省略带切割器，而使用其他技术(例如，手动带切割)来切割带。
图2示出了可卷绕管材12的卷30的一个实施方式的立体图。卷30可以由轴向轴线或方向32、径向轴线或方向34和周向轴线或方向36限定。卷30可以通过将可卷绕管材12缠绕成卷，其中轴向32形成的内部通道38穿过此卷，其中卷30可以作为单个包装或捆绑的管材卷移动，如图2中所示。每一整圈卷绕的管材可被称为一匝管材。卷30中的多匝管材可以沿卷30的轴向方向32构造成柱，和/或沿卷30的径向方向34构造成层。例如，可以沿卷30的轴向方向32形成多柱匝，其中卷30的轴向尺寸40是基于管材12的直径和形成卷30的匝的数量和轴向32位置。此外，可沿卷30的径向方向34形成多层匝，其中卷30的径向尺寸42是基于管材的直径和形成卷30的匝的数量和径向34位置。在某些实施方式中，卷30的重量可能超过40,000磅(18,144公斤)、60,000磅(27,216公斤)、或者甚至75,000磅(34,019公斤)。因此，可收拢安装拖车10的实施方式的可收拢拖车框架14和其他部件可以构造成处理这样的卷30，而不具有可收拢安装拖车10的特征的其他拖车则不能处理这样的卷30。例如，可收拢安装拖车10的实施方式的结构构件可能比其他拖车中使用的结构构件更大或更重。在一个或多个实施例中，卷30可以布置在卷筒上，这将在下面的图3中进一步讨论。
如图2中所示，可卷绕管材12的卷30可以是包装或捆绑成卷30的一个或多个层(例如，层44和46)管材。卷30可以包括盘卷成特定的形状或布置的至少一层或多层管材。如图2中所示，卷30盘卷成大致圆柱形，其中卷30的轴向尺寸40是在卷30的外边缘48和50之间测得的。
如本领域普通技术人员所知，用于制成图2中所示卷30的可卷绕管材12可以使用卷线器或适合这种功能的其他盘绕机进行盘卷。普通技术人员会认识到，本公开并不限于任何特定形式的盘卷机或其他可用于将管材形成卷的装置。将管材缠成卷(如30)，有助于运输管材，在一个或多个实施方式中，管材的长度可能是几百英尺。此外，卷30可以被缠绕，以方便部署可卷绕管材12。如上所述和在此使用的部署可以指从卷30解绕或退绕可卷绕管材12的动作。可卷绕管材12可以安装在地下、地上或水中。
在被组装成卷后，图2中所示的卷30可以包括穿过卷30轴向32形成的内部通道38。内部通道38是大致布置在卷30中心的孔。内部通道38可以是基本圆形的。卷30可以有外径(OD)和内径(ID)，其中内径由内部通道38限定。如图2中所示，一条或多条带52可以围绕卷30缠绕，以帮助防止卷30散开。当部署可卷绕管材12时，可以使用前面描述的带切割器或手动带切割器在一个或多个所需的位置切割带52。
图3示出了可卷绕管材12的卷筒60的一个实施方式的立体图。在某些情况下，可卷绕管材12的卷30可以围绕卷筒60的部件缠绕，而不是作为捆绑的、独立的包装运输(例如，如图2中所示)。卷30可以围绕卷筒60缠绕，使卷30的内部通道与卷筒60的中心孔同心。正如普通技术人员所理解的那样，卷筒可以包括圆柱形的滚筒(如圆柱形的滚筒62)，各层管材可以围绕它缠绕以形成卷30。卷筒60可包括两个基本为圆形的卷筒端64和66，它们能够围绕共同的轴线转动。因此，卷筒端64和66可以附接至圆柱形滚筒62。
如图3中所示，每个端64和66中的孔68布置在基本中心位置。此外，每个端64和66的孔68基本上彼此对准(也可以与圆柱形滚筒62的中心轴对准)。可以使用本领域普通技术人员已知的任何手段将可卷绕管材12(例如柔性管材)缠绕在圆柱形滚筒62上。
图4示出了可收拢安装拖车10的一个实施方式的立体图，可收拢安装拖车10可以具有前侧70和后侧72。在图示的实施方式中，可收拢拖车框架14由若干结构构件80相互联接而成，使得可收拢拖车框架14可以支撑可收拢安装拖车10的其他部件以及卷30或卷筒60的重量，这些重量可能超过40,000磅(18,144公斤)、60,000磅(27,216公斤)、或75,000磅(34,019公斤)。例如，结构构件80可以由方钢管、钢工字梁、金属板或类似的复合结构构件制成。可收拢拖车框架14可以包括拖车连接点82，其可以是联结装置，例如拉杆联结装置。拉杆联结装置可以是一种牵引联结装置，其包括从杆延伸的球，并构造成固定钩或凹窝组合，用于牵引或被牵引的目的。本领域的普通技术人员会明白，其他类型的牵引联结装置和附接系统可用于将另一车辆附接到可收拢安装拖车10。在其他实施方式中，拖车连接点82可以构造成分离式联结装置，以便如果可收拢安装拖车10由于某种原因与牵引车辆断开连接，可激活可收拢安装拖车10的电制动。
因此，车辆(未示出)可以安装有本领域普通技术人员已知的用于连接到可收拢安装式拖车10的连接器或附接系统。在一个或多个实施方式中，用于牵引可收拢安装拖车10的车辆可以包括但不限于推土机、前端装载机或挖掘机(例如，当可收拢安装拖车10满载卷30或卷筒60时)，或者标准卡车、汽车或其他车辆(例如，当可收拢安装拖车10处于空载状态(即，不运载卷30或卷筒60)时)。可收拢安装拖车10可以通过选择适合越野使用的车轮22来进一步设计为越野使用。在一些实施方式中，车轮22可以是与重型轮毂联接的宽基轮胎(例如，超级单胎)。因此，可收拢安装拖车10可以适应许多类型的道路和地形的使用。在所示的实施方式中，每侧的两个车轮22可以与框架84相联，该框架绕枢轴86倾斜，以使可收拢安装拖车10能够在不平坦的地形上轻松移动。尽管图4中示出了总共四个车轮22，但其他实施方式可以包括不同数量的车轮22(例如，两个、六个或更多的车轮22)或轨道机构。在某些实施方式中，可收拢安装拖车10能够通过沿管线路径拖动可收拢安装拖车10或保持可收拢安装拖车10静止并将可收拢管材12从可收拢安装拖车10拉出的方式部署可卷绕管材12。
如图4中所示，提升机构16可以通过使用两个“j形”钩88来升高和降低卷30或卷筒60。提升钩88可以通过使用液压缸90来升高和降低卷30或卷筒60，卷30或卷筒60的重量可能超过40,000磅(18,144公斤)、60,000磅(27,216公斤)、或75,000磅(34,019公斤)。在某些实施方式中，液压缸90可以直接联接至提升钩88。在其他实施方式中，液压缸90可以间接地与提升钩88联接。例如，一个或多个绞缆轮92或滑轮和适当的皮带94、绳索、钢丝、缆线、链条或其他用于提供机械优势和/或重新确定液压缸90的运动方向的张力轴承部件。在某些实施方式中，提升机构16可以有2：1的比例，3：1的比例，或更好的比例。如图4中所示，提升机构16构造成在垂直于轴线32的方向(例如，竖直)移动提升钩88和相应的卷30或卷筒60。在其他实施方式中，提升机构16可以与轴线32成一定角度布置，从而使卷30或卷筒60在与水平方向成一定角度移动。在进一步的实施方式中，提升钩88可以具有除"j形"以外的形状。例如，每个提升钩88均可以具有圆形开口，以容纳用于操纵卷30或卷筒60的轴。在进一步的实施方式中，提升机构16中可以使用齿轮齿条、带齿轮的手摇器或其他机械或电气装置或致动器，而不是液压缸90。
在某些实施方式中，竖直止挡器95可以与提升钩88一起使用。当卷筒60的轴或类似部分或用于操纵卷30的装置位于提升钩88中，并且提升钩88借助提升机构16向竖直止挡器95升高时，竖直止挡器95可以用于阻止轴从提升钩88中意外出来或掉落出来，例如如果安装拖车10在移动或部署可卷绕管材12期间遭遇碰撞。因此，竖直止挡器95提供了这种安全功能，而不需要操作者爬上安装拖车10或使用梯子来安装或移动类似的安全保持器就位。相反，当提升机构16处于部署位置时(例如，当提升钩88位于其最顶端位置时)，竖直止挡器95提供这一功能。在其他实施方式中，竖直止挡器95可以与提升钩88联接，并与提升钩88一起竖直移动。在这样的实施方式中，竖直止挡器95可以经由铰链或类似的连接联接到提升钩88，以使竖直止挡器95能够移动到适当的位置，来阻挡轴的不希望的运动。
在所示的实施方式中，制动机构18可以包括卡钳制动器96，该卡钳制动器96包括抵靠转子100布置的一个或多个卡钳98，其可以联接到提升机构16。卡钳制动器96可以用于在部署期间减缓或停止卷30或卷筒60的旋转，从而有助于防止可卷绕管材12的不希望的解绕、自由卷绕或反冲。本领域的普通技术人员会明白，其他类型的制动机构(例如但不限于摩擦式制动器、盘式制动器、滚筒式制动器、电磁制动器或液压马达)可用于为卷30或卷筒60提供制动。在一些实施方式中，制动机构18可以构造成为卷筒60提供制动。例如，制动机构18可以夹持或直接接触卷筒60以提供制动力。因此，制动机构18向卷筒60施加压力。在进一步的实施方式中，可以在制动机构18或安装拖车10上增加马达或类似的装置，以提供重卷绕能力。换句话说，马达可以将卷30或卷筒60以与部署期间使用的方向相反的方向旋转，从而将部分或全部部署的可卷绕管材12重新卷绕到卷30或卷筒60上。
在图示的实施方式中，液压动力单元20可以在拖车连接点82附近联接到拖车框架14。例如，液压动力单元20可以包括电启动的汽油或柴油发动机、2级液压泵、液压油箱和汽油箱，其构造成向安装拖车10的液压部件(例如提升机构14、制动机构18的液压缸90或下文描述的其他液压缸)提供液压动力。在一些实施方式中，液压动力单元20可以由电源取代，并且液压缸由各种类型的机电致动器取代。
在某些实施方式中，安装拖车10可以包括可伸缩侧102，该可伸缩侧102构造成借助布置在结构构件80内(如图6中所示)或联接到结构构件80外部的一个或多个液压缸在箭头104的方向上移动的。换句话说，内部结构构件106可以具有比外部结构构件108小的尺寸(例如，宽度、高度或直径)，以使内部结构构件106能够滑入或滑出外部结构构件108。液压缸的一端可以与内部结构构件106相联，另一端与外部结构构件108相联，以提供移动内部结构构件106的动力。在其他实施方式中，可以省略液压缸，操作者可以手动将内部结构构件106移入或移出外部结构构件108。在进一步的实施方式中，可以使用齿轮齿条、带齿轮的手摇器或其他机械或电气装置或致动器来伸缩移动内部结构构件106。如图4中所示，安装拖车10具有扩展的系统宽度110。换句话说，可伸缩侧102使内部结构构件106沿箭头104的方向向外移动到扩展的系统宽度110。如下文所述，安装拖车10在扩展位置时可以容纳卷30或卷筒60，而在安装拖车10处于收拢位置时则不可能容纳卷30或卷筒60。在进一步的实施方式中，可以使用其他技术来完成扩展或收缩安装拖车10，例如，但不限于铰链、接头、拆卸/重新组装、折叠、扩展接头、手风琴式接头等。在进一步的实施方式中，一个或多个结构构件80可以布置在纵向结构构件80之间的后侧72处，以提供安装拖车10的额外结构稳定性。附加的结构构件80可以可伸缩地联接在一起，或者像门一样经由铰链朝向或远离安装拖车10摆动。
图5示出了处于收拢位置的安装拖车10的一个实施方式的立体图，安装拖车10处于收拢位置从而收拢的系统宽度120小于图4中所示的扩展系统宽度110。为清楚起见，液压动力单元20已被移除。如图5中所示，内部结构构件106(在图5中不可见)经由布置在内部结构构件106中或与之相联的液压缸完全插入外部结构构件108中。当安装拖车10处于收拢位置时，两个提升机构16可以彼此相邻布置，从而提高收拢拖车10的紧凑性。因此，当安装拖车10处于收拢位置时，拖车10可以更容易且更经济地被发送或运输到部署地点。
图6示出了安装拖车10的伸缩侧102的一个实施方式的立体图，伸缩侧102具有左侧126和右侧128(指安装拖车10的左侧和右侧-)。图6中示出了两个外部结构构件108的一部分，即左外结构构件130(具有通往左侧126的开口)和右外结构构件132(具有通往右侧128的开口)。左内结构构件134被示出为从左外结构构件130拉出。左液压缸136的一部分被示出在左外结构构件130的内部。左液压缸136具有第一端138，该第一端138构造成与左内结构构件134的内部支撑件(未示出)联接。当左液压缸136收缩时，它将左内结构构件134进一步拉入左外结构构件130中。另选地，当左液压缸136延伸时，它把左内结构构件134进一步推出左外结构构件130。右液压缸140的一部分被示出在右外结构构件132的内部。右外结构构件132的覆盖物已被省略，以使右液压缸140在图6中可见。右液压缸140具有第二端142，该端构造成与右外结构构件132的内部支撑件144联接。右液压缸140以与左液压缸136类似的方式工作，以将右内结构构件(未示出)从右外结构构件132延伸或缩回。当安装拖车10展开或收拢时，左内结构构件134与右内结构构件(未示出)沿相反的方向移动。在某些实施方式中，左内结构构件134可以包括一个或多个垫146，以减少左内结构构件134和左外结构构件130之间的摩擦。垫146可以由低摩擦的聚合物或类似材料制成。垫146也可以由钢或其他金属或金属合金制成，并构造成在磨损时被替换，从而有助于防止内侧结构构件的过度磨损。此外或另选地，左外结构构件130可以包括位于左外结构构件130的一个或多个内表面上的类似垫。右内结构构件(未示出)和/或右外结构构件132也可以包括一个或多个垫146。在其他实施方式中，液压缸136和140的构造可以不同。例如，液压缸136和140可以布置在左外结构构件130和右外结构构件132的外面。在进一步的实施方式中，可以使用一个液压缸而不是两个液压缸136和140。
图7示出了提升机构16和制动机构18的一个实施方式的立体图。图7中省略了提升机构16的一部分(例如外盖)，以便能够看到内部部件。如图7中所示，提升钩88包括第一表面160和第二表面162。第一表面160可以是弯曲的，以大体上与卷筒60的轴径或类似部分或用于操纵卷30的装置相对应(如下文详细描述的)。第一表面160可以由更硬、更耐用的材料制成，或在与轴滑动接触时，提供比提升钩88其余部分所用材料更低的摩擦系数，以减少在部署可卷绕管材12期间轴旋转时因摩擦造成的磨损。在某些实施方式中，可以将插入物添加到第一表面160，并且插入物可以由适当的耐磨材料制成，例如但不限于铝青铜、铝铜、镍铝青铜、锰青铜的合金等等。通过对第一表面160使用插入物，可以在不必替换整个提升钩88的情况下替换插入物。第二表面162可以大体上垂直于轴线32取向，从而作为与卷30或卷筒60一起使用的轴的止挡器。例如，安装拖车10可以朝卷30或卷筒60移动，直到轴到达第二表面162。在这一点上，轴相对于第一表面160处于适当的位置(即在第一表面160的正上方)，提升钩88可借助提升机构16升高以与轴接合。当部署完成后，提升钩88可以借助提升机构16降低，直到轴可以使提升钩88的唇部164明显。唇部164可以帮助防止轴意外从提升钩88中出来。在某些实施方式中，提升钩88可以借助小车170或类似的机构与皮带94联接，该小车在提升机构16的轨道172内移动。小车170可以包括一个或多个车轮174、低摩擦表面或两者，以使提升钩88能够自由移动。
当轴借助提升机构16升高时，轴将与联接到卡钳制动器96的转子100的制动轴166接合。制动轴166可以包括构造成与轴的相应形状接合或配合的键控开口168。例如，轴和键控开口168两者都可以包括一个或多个平坦的(即非弯曲的)侧面或表面，以防止轴在键控开口168内旋转。因此，轴的旋转引起制动轴166和转子100的旋转。此外，键控开口168使制动轴166与轴接合，而不必使制动轴166和转子100轴向32(即，相对于轴向内或向外)移动。在轴与制动机构18接合之前，转子100和制动轴166可以旋转，使键控开口168以向下方向朝向轴，以便轴可以进入键控开口168。当部署完成后，转子100可以旋转，使键控开口168再次以向下方向朝向轴，以便轴可以从键控开口168中退出。在其他实施方式中，可以使用不同的技术将轴临时联接到制动机构18，例如但不限于螺钉、螺栓、销、螺纹等等。此外，尽管制动轴166在图7中示出为与卡钳制动器96联接，但制动轴166和提升钩88可用于其他类型的制动机构18。在一些实施方式中，键控开口168可以具有凹窝或圆形的形状，而不是图7中所示的开口形状。在这样的实施方式中，制动轴166或与卷30或卷筒60一起使用的轴或制动轴166和轴轴向32移动，以使轴与键控开口168接合。
图8示出了包括机械锁定装置180的提升机构16的一个实施方式的立体图。如图8中所示，机械锁定装置180包括柱塞182、杠杆184、手柄186和枢轴188。机械锁定装置180构造成将提升钩88机械地锁定在升高位置，而不需要单独依靠液压缸90。因此，机械锁定装置180通过减少卷30或卷筒60掉落的可能性和减少夹点的数量，提高了与安装拖车10的操作有关的安全性。当需要锁定提升钩88时，操作者在向外的方向上(即远离安装拖车10)拉动手柄186，这导致杠杆184通过枢轴188向内(即朝向安装拖车10)推动柱塞182，从而使柱塞182与提升钩88(未示出)中形成的开口接合。杠杆184使操作者能够从地面上接触柱塞182，而不必爬到安装拖车10上以触及柱塞182。在某些实施方式中，柱塞182可以包括接近开关(未示出)，以指示柱塞182已经与提升钩88的开口正确接合。因此，操作者可以能够从接近开关接收信号，以验证机械锁定装置180的正确接合，而不必爬到安装拖车10上。在进一步的实施方式中，可以在安装拖车10上提供其他类型的机械或电气锁定装置，以防止提升钩88的意外移动。
图9示出了处于接合位置的机械锁定装置180的一个实施方式的侧视图。如图9中所示，杠杆184已被推向提升机构16，并绕枢轴188旋转。与杠杆184端部联接的柱塞182被向内推，以与提升钩88中的开口200接合。此外，柱塞182布置在与提升机构16联接的套筒202中。机械锁定装置180中可以设置有一个或多个铰链204，以实现所需的运动范围。
图10示出了处于脱离位置的机械锁定装置180的一个实施方式的侧视图。如图10中所示，杠杆184已被推离提升机构16，并绕枢轴188旋转。与杠杆184端部联接的柱塞182已被拉入套筒202中，不再与提升钩88中的开口200接合。因此，提升钩88可以借助液压缸90自由地竖直移动。在某些实施方式中，提升钩88可以不包括开口200，而是可以包括用于柱塞182接合的额外特征(例如，凹窝)。
图11示出了可用于操纵卷30的滚筒组件210的一个实施方式的立体图。滚筒组件210可以包括具有第一端216和第二端218的支撑杆214，该支撑杆在轴向32延伸穿过滚筒组件210的中心。支撑杆214用于操控滚筒组件210，并且各种部件与支撑杆214联接(如下文进一步详细描述的)。在某些实施方式中，第一多个可扩展辐条220与支撑杆214靠近第一端216的地方相联，并且第二多个可扩展辐条(未示出)与支撑杆214靠近第二端218的地方相联。此外，多个滚筒段224中的每一个均安装至第一多个可扩展辐条220中的一个的远端226和第二多个可扩展辐条中的一个的远端。滚筒段224与支撑杆214平行延伸。多个滚筒段224用于支撑可卷绕管材12，并且第一多个可扩展辐条220的远端226和第二多个可扩展辐条的远端可经由一个或多个机械致动器240在缩回和延伸位置之间移动。因此，滚筒组件210构造成可以很容易地被插入，向外扩展以进行支撑，然后操纵卷30，并从可卷绕管材12的卷30撤出，并且可以与不同内卷直径的可卷绕管材12的卷30一起使用。当与安装拖车10一起使用时，机械致动器240可以与液压动力单元20连接并由其提供动力。
在某些实施方式中，第一轮毂300布置在第一端216，并且第一轮毂300包括第一轮毂轴302，第一轮毂轴302可以具有圆形截面形状。虽然在图11的立体图中没有示出，但滚筒组件210还可以包括设置在第二端218的、与第一轮毂300和第一轮毂轴302类似的第二轮毂和第二轮毂轴。在某些实施方式中，第一轮毂300和第二轮毂可被称为集成轮毂，因为第一轮毂300和第二轮毂可淘汰使用沿滚筒组件210的轴向轴线32具有开放端以用于插入杆或柱以提升和部署滚筒组件210的空心支撑杆。相反，诸如第一轮毂300和第二轮毂之类的集成轮毂可以与支撑杆214一起作为相对于滚筒组件210的固定轴而发挥作用。此外，第一轮毂轴302和第二轮毂轴可以提供固定的位置，以便操作者抓取或操纵滚筒组件210(例如用叉车)，而不使用杆、柱或其他类似的提升设备。
特别是，第一轮毂300和第二轮毂可以用来操控和移动滚筒组件210。此外，当滚筒组件210放置在适当的框架、拖车或其他部署装置(例如安装拖车10)中时，第一轮毂轴302和第二轮毂轴可用于使滚筒组件210旋转。换句话说，第一轮毂轴302和第二轮毂轴可以装配在框架、拖车或其他部署装置的圆形或部分圆形开口或轴承表面内，以使滚筒组件210能够旋转。这种开口的一个实施例是安装拖车10的提升钩88。因此，第一轮毂轴302和第二轮毂轴可以在部署期间接触提升钩88的第一表面160或第一表面160的插入物。此外，第一轮毂300和第二轮毂的形状可以与制动机构18的制动轴166的键控开口168相匹配。因此，制动机构18对具有卷30的滚筒组件210施加压力。在某些实施方式中，一个或多个垫眼(pad-eye)304可以布置在第一端216和第二端218处，以便能够操控滚筒组件210。例如，带条、绳索、链条或类似的固定装置可以联接至垫眼304，以方便滚筒组件210的移动。垫眼304可以与支撑杆214、可扩展辐条220、辐条框架290或滚筒组件210的其他适当位置联接。在进一步的实施方式中，滚筒组件210可以包括至少两个分叉通道306，它们沿支撑杆14的轴向32或径向34延伸。叉车、卡车或类似机械的叉或齿条可以插入分叉通道306中，以便能够提升和移动滚筒组件210。例如，轴向延伸32的分叉通道306可用于从卷30的内部通道38插入和移除滚筒组件210。径向延伸34的分叉通道306可以用于从卡车、轨道车或类似的运输工具上提升或设置滚筒组件210，或在对轴向延伸32的分叉通道306的访问受到限制或制约时使用。分叉通道306可以与支撑杆214、可扩展辐条220、辐条框架290或滚筒组件210的其他适当位置联接。
在某些实施方式中，滚筒组件210可以包括至少部分覆盖滚筒组件210的一个或多个部件的笼310。例如，当滚筒组件210经由分叉通道306被移动或操控时，笼310可以帮助保护滚筒组件210的部件。笼310可由多孔金属或网状物制成，并与支撑杆214、可扩展的辐条220、辐条框架290、分叉通道306或滚筒组件210的其他适当位置联接。在进一步的实施方式中，滚筒组件210可以在第一端16和第二端18处包括多个延伸臂、凸缘、笼等，以帮助在可卷绕管材12的部署期间容纳卷30。尽管图11中示出了可与安装拖车10一起使用的滚筒组件210的一个实施方式，但具有不同的、额外的或较少特征的滚筒组件210的其他实施方式也可与安装拖车10一起使用。例如，滚筒组件210可以具有不同数量或排列布置的滚筒段224，笼310可以被省略，额外的容纳臂或凸缘可以位于第一端216和第二端218的一者或两者，等等。
图12示出了滚筒组件210的另一实施方式的立体图。与图11所示相同的元件用相同的附图标记标示。如图12中所示，滚筒组件210包括与支撑杆214或滚筒组件210的其他部分在第二端218处联接的遏制凸缘320，从而遏制凸缘320在可卷绕管材12的部署期间与滚筒组件210一起旋转。遏制凸缘320可用于帮助遏制卷30，同时布置在滚筒组件210上。换句话说，遏制凸缘320可以帮助阻挡卷30的可卷绕管材12移出或偏移出遏制凸缘320。遏制凸缘320提供的开放式结构可以帮助减少滚筒组件210的整体重量，但在其他实施方式中，遏制凸缘320可以使用实心结构。遏制凸缘320可以具有各种形状，例如，但不限于圆形、椭圆形、长方形、正方形、多边形等。在所示的实施方式中，滚筒组件210包括布置在第一端216的多个折叠臂322。虽然图12中示出了三个折叠臂322，但在其他实施方式中，可以有两个、四个、五个、六个或更多的折叠臂322。在图示的实施方式中，多个折叠臂322示出为收拢构造，使得多个折叠臂322大体上平行于滚筒组件210的轴线32。在收拢的构造中，滚筒组件210可以更容易地插入卷30的内部通道38中。在卷30放置在多个滚筒段224上之后，多个折叠臂322可以折叠开成大体上与滚筒组件210的轴线32垂直(即，扩展构造)。因此，卷30可以大体上容纳在遏制凸缘320和多个折叠臂322之间。虽然图12中示出了三个滚筒段224，但在其他实施方式中，可以有两个、四个、五个、六个或更多的滚筒段224。在图12中，多个滚筒段224被示出为没有盖，以示出在滚筒段224内部铸造的一个或多个肋225，这些肋用于为滚筒段224提供结构稳定性。在某些实施方式中，多个折叠臂322中的每一个均可以包括经由弹簧机构326联接至折叠臂的垫324，以容纳具有不同轴向尺寸40的卷30。在某些实施方式中，遏制凸缘320可以由多个折叠臂322中的一个或多个代替，这些折叠臂可以安装成能够折叠或以类似于遏制凸缘320的固定方式安装。尽管图12中示出了可与安装拖车10一起使用的滚筒组件210的一个实施方式，但具有不同的、额外的或较少特征的滚筒组件210的其他实施方式也可与安装拖车10一起使用。例如，滚筒组件210可以有不同数量或布置的滚筒段224、不同数量或布置的折叠臂322、位于第一端216和第二端218的遏制凸缘320、一个或两个遏制凸缘320与一个或多个液压缸联接以使一个或两个遏制凸缘320能够轴向32向卷30移动以达到遏制的目的等等。例如，遏制凸缘320可以用折叠臂322代替，无论是固定的还是可折叠的。
图13示出了图12中所示的安装拖车10和滚筒组件210两者的实施方式的立体图。卷30由透明的圆柱体表示，从而可以看到滚筒组件210的细节。此外，为了清楚起见，液压动力单元20已被移除。滚筒组件210的支撑杆214支撑在安装拖车10的提升钩88中。因此，提升机构16可以用来将布置在滚筒组件210上的卷30升高，以进行部署。当可卷绕管材12的部署完成后，可使用提升机构16将滚筒组件210降低至地面，并将支撑杆214从提升钩88上脱开。在这一点上，滚筒组件210可以被移除，或者安装拖车10可以移离滚筒组件210。如果要部署额外的可卷绕管材12，可以将具有另一个卷30的相同或不同的滚筒组件210放在安装拖车10中，或者将安装拖车移至滚筒组件210。提升机构16也可用于将部分卷30(即具有一些剩余的可卷绕管材12的滚筒组件210)降低至地面。因此，安装拖车10上的提升机构16的构造和位置使得具有或不具有全部或部分卷30的滚筒组件210的各种构造和模式被提升以进行部署并降低到地面。
图14示出了图12中所示的安装拖车10和滚筒组件210的实施方式的侧视图，其中滚筒组件210和卷30处于升高位置。由于提升机构16提供的运动范围，安装拖车10能够将空滚筒组件210降低至地面。
图15示出了图12中所示的安装拖车10和滚筒组件210的实施方式的后视图，其中滚筒组件210被示出为处于降低的位置且没有卷30。与先前图中所示的相同元件标以相同的附图标记。如图15中所示，一个或多个液压缸340可以用于使多个折叠臂322在扩展和收拢构造之间移动。当与安装拖车10一起使用时，液压缸340可以连接到液压动力单元20并由其提供动力。
图16示出了图12中所示的安装拖车10和滚筒组件210两者的实施方式的后视图，其中滚筒组件210被示出为处于升高位置并具有卷30。与前图中所示相同的元件标以相同的附图标记。如图16中所示，提升机构16将滚筒组件210升高，以便在卷30的底部和地面之间实现所需的间隙350。
图17示出了安装拖车10的一个实施方式的一部分的立体图，该安装拖车10包括与提升机构16联接的导板360。请注意，图17已经省略了提升钩88中的一个，以使导板360能够清晰可见。导板360可以是一块长方形的金属，并且与提升机构16的连接可以借助一个或多个肋362来增强。在其他实施方式中，导板360可以有其他形状和构造。导板360和提升机构16之间的连接可以经由焊接、钎焊或其他机械紧固技术来完成。当安装拖车10朝滚筒组件210移动时，可使用导板360，以便滚筒组件210相对于提升钩88正确定位。换句话说，如果滚筒组件210没有正确对准，导板360可以将滚筒组件210推到适当的位置和/或将安装拖车10推到相对于滚筒组件210的不同位置。当安装拖车10与卷筒60一起使用时，可以以相对于与卷筒60一起使用的轴以类似方式使用导板360。在某些实施方式中，轴可以包括一个或多个与导板360相协调的对准特征366(如图15中所示)。
图17中所示的安装拖车10的实施方式还示出了先前讨论的一些特征的额外变更。例如，竖直止挡器95的形状与图4所示的不同。具体而言，竖直止挡器95包括水平止挡部分364，以阻止轴或卷筒60的类似部分或用于在水平方向上(例如，大体上平行于轴向轴32)操纵卷30的装置的移动。
图18示出了安装拖车10的一个实施方式的一部分的立体图，该安装拖车10包括与支撑板382联接的止挡板380，该支撑板然后经由一个或多个紧固件384与结构构件80联接。为了清楚起见，提升机构16的一部分被省略了。止挡板380阻止框架84绕枢轴86的过度移动。止挡板380可以是一长方形的金属，但在其他实施方式中具有其他形状。止挡板380和支撑板382之间的连接可以通过焊接、钎焊或其他机械紧固技术来完成。在某些实施方式中，可以省略支撑板382，而止挡板380直接联接到结构构件80。
图19示出了安装拖车10的一个实施方式的一部分的立体图，该安装拖车10包括一个或多个伸缩侧锁定销400，其通过形成在左外结构构件130和左内结构构件134中的锁定销孔402插入。在左内结构构件134借助左液压缸136延伸后，锁定销400可以插入锁定销孔402中，以阻止左内结构构件134的移动(例如在左液压缸136中的液压失效或丧失时)。当安装拖车10要收拢时，可以从锁定销孔402中移除锁定销400，以使左内结构构件134能够借助左液压缸136被拉入左外结构构件130。在某些实施方式中，当安装拖车10收拢时，锁定销400可以插入不同的锁定销孔402中，以阻止左内结构构件134的移动。也可以为安装拖车10的右侧128提供锁定销400和锁定销孔402，并且以与上述左侧126类似的方式使用锁定销400和锁定销孔402。尽管在图19中为每一侧示出了两个锁定销400，但在其他实施方式中可以使用不同数量的锁定销400。
图19还示出了联接至安装拖车10的一个或多个提升凸耳404。在某些实施方式中，每个提升凸耳404均可以包括卸扣406，以在提升安装拖车10时能够使用提升凸耳404，例如借助起重机或其他提升装置。在某些实施方式中，如图20中所示，四个提升凸耳404可以位于安装拖车10的周边。在一些实施方式中，一个或多个液压软管轨道408可用于在安装拖车10在扩展和收拢的构造之间移动时保护安装拖车10的液压软管。
虽然本公开已经就有限的实施方式进行了描述，但受益于本公开的本领域的技术人员将理解可以设计出不偏离本文所述的公开范围的其他实施方式。因此，本公开的范围应只受所附权利要求书的限制。

Claims (20)

1.一种系统，该系统包括：
可收拢拖车框架；
提升机构，所述提升机构与所述可收拢拖车框架联接，其中，所述提升机构构造成升高或降低管材的卷或管材的卷筒；和
制动机构。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述制动机构构造成向插入所述管材的卷的滚筒组件施加压力或向所述管材的卷筒施加压力。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述提升机构包括液压缸。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述液压缸经由张力轴承构件与绞缆轮或滑轮联接。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述制动机构包括卡钳制动器、滚筒制动器或液压马达中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述制动机构包括具有键控开口的制动轴，该键控开口构造成与构造成操纵所述管材的卷的滚筒组件的轴接合。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，动力单元布置在所述可收拢拖车框架上或与所述可收拢拖车框架分开的垫木上，并且其中，所述动力单元构造成为所述系统提供动力。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可收拢拖车框架包括小于扩展系统宽度的收拢系统宽度。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述可收拢拖车框架的两个部分构造成朝向彼此或背离彼此地伸缩。
10.根据权利要求1所述的系统，包括与所述可收拢拖车框架联接的车轮，其中，所述车轮构造成绕枢轴倾斜。
11.根据权利要求1所述的系统，包括复圆机构，该复圆机构构造成使部署的管材复圆。
12.根据权利要求1所述的系统，包括带切割器，该带切割器构造成在部署所述管材期间切割所述管材的卷的带。
13.根据权利要求1所述的系统，包括机械锁定装置，该机械锁定装置构造成将所述提升机构机械地锁定在升高位置。
14.一种方法，该方法包括：
提供可收拢的拖车，该拖车包括：
可收拢拖车框架；
与所述拖车框架联接的提升机构；和
制动机构；
将管材的卷或管材的卷筒联接至所述提升机构；
借助所述提升机构调整所述管材的卷或所述管材的卷筒的竖直位置；
通过旋转所述管材的卷或所述管材的卷筒来部署所述管材；以及
借助所述制动机构向插入所述管材的卷的滚筒组件施加压力，或借助所述制动机构向所述管材的卷筒施加压力。
15.根据权利要求14所述的方法，包括借助所述拖车的机械锁定装置，将所述提升机构机械地锁定在升高位置。
16.根据权利要求14所述的方法，包括收拢所述可收拢拖车框架，以减少所述可收拢拖车框架的宽度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，收拢所述可收拢拖车框架包括伸缩地收拢所述可收拢拖车框架。
18.根据权利要求14所述的方法，包括借助可扩展的滚筒组件来支撑所述管材的卷，并将所述可扩展的滚筒组件与所述提升机构联接。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，将所述可扩展的滚筒组件与所述提升机构联接包括将所述可扩展的滚筒组件的轴与所述提升机构或所述制动机构的键控开口接合。
20.根据权利要求14所述的方法，其中，部署所述管材包括在所述拖车静止或拉动所述拖车时从所述拖车拉拉动所述管材。
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