NL1041394B1

NL1041394B1 - Clamping device.

Info

Publication number: NL1041394B1
Application number: NL1041394A
Authority: NL
Inventors: Gerardus Maria Versteeg Adrianus; Marianus Maria Van Berlo Martinus
Original assignee: Dutch Heavy Lift Concepts B V
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2017-01-30

Abstract

Inwendige kleminrichting voor het aangrijpen/verladen/lossen/verplaatsen van kolossale geheel of gedeeltelijk open cirkelvormige flensconstructies om zowel horizontaal, als verticaal, als van horizontaal naar verticaal buisvormige constructies te kunnen verplaatsen. De kleminrichting bevat minstens een tweetal klemorganen bevatten die simultaan geleid naar buiten en naar binnen kunnen bewegen. Door meerdere hydraulische verklemmingen op de positioneerorganen toe te passen, worden momentbelastingen opgevangen.Internal clamping device for engaging / loading / unloading / moving colossal wholly or partially open circular flange constructions in order to be able to move horizontally, vertically, and tubular constructions from horizontal to vertical. The clamping device comprises at least two clamping members which can simultaneously move outwards and inwards. By applying multiple hydraulic clamping points to the positioning members, moment loads are absorbed.

Description

Titel: KleminrichtingTitle: Clamping device

De onderhavige uitvinding betreft een inwendige kleminrichting voor het aangrijpen/verladen/lossen/verplaatsen van geheel of gedeeltelijk open flensconstructies, zoals bijvoorbeeld ronde buispalen van 10 meter diameter en een gewicht van 1500.000 kg e.d. voorzien van een cirkelvormige flens ten behoeve van windmolenfundaties, die doorgaans in zee of op het land geplaatst worden vanuit een liggende of staande positie. De cirkelvormige flens leent binnenwaarts zich ervoor om een mechanisch/hydraulische kleminrichting op te nemen, die zich in omvang verruimd en hydraulisch/mechanisch in kontakt gébracht en gehouden wordt met de cirkelvormige opgelaste pijpflens.The present invention relates to an internal clamping device for engaging / loading / unloading / displacing wholly or partly open flange constructions, such as, for example, round tubular piles with a diameter of 10 meters and a weight of 1500,000 kg etc. provided with a circular flange for windmill foundations, which are usually be placed in the sea or on land from a lying or standing position. The circular flange inwardly lends itself to receiving a mechanical / hydraulic clamping device which is expanded in size and hydraulically / mechanically brought into contact and maintained with the circularly welded pipe flange.

De onderhavige uitvinding verschaft een hydraulisch /mechanische kleminrichting (damping lifting- or pullingtool) met minstens een tweetal klemorganen ( ook wel positieorganen genoemd) , die door positieverruiming in een cirkelvormige uitsparing (groef) geschoven worden, waarna ze middels hydraulische verklemcilinders (pressurize cilinders) zich sociaal verklemmend en kantelvrij vastzetten tegen de flensrand van diezelfde cirkelvormige groef. In omgekeerde volgorde lossen de klemorganen zich hydraulisch.The present invention provides a hydraulic / mechanical clamping device (damping lifting or pulling tool) with at least two clamping members (also referred to as position members), which are pushed into a circular recess (groove) by position widening, after which they are pushed by means of hydraulic clamping cylinders (pressurize cylinders) socially clamping and tilt-free fastening against the flange edge of the same circular groove. The clamping members release hydraulically in reverse order.

Het hydraulisch uitduwmechanisme voor de klemorganen kan de verklemming respectievelijk de lossing centraal dwingend opleggen door in radiale zin een zekere geringe en rechtgerichte uitduwkracht op het aanhaalorgaan aan te brengen, zodat de compacte verklemcilinders de axiale speling in de cirkelvormige groef er uit kunnen duwen, terwijl ze tegelijkertijd voorkomen, dat kanteling van de kleminrichting op kan treden ten gevolge van een schuine trekkracht van de hijstriangel.The hydraulic pushing mechanism for the clamping members can force the clamping or the release centrally by applying a certain slight and straight-forward pushing force to the tightening member in a radial sense, so that the compact clamping cylinders can push the axial play in the circular groove out while they at the same time prevent that tilting of the clamping device can occur as a result of an oblique pulling force of the hoisting triangle.

Verder is het hydraulisch uitduwmechanisme of schroefspindel e.d. voor de klemorganen middels een schommelconstructie verbonden met een trektriangel, zodanig dat de klemorganen in de klempositie willen komen; ook als onverwacht de hydraulische druk op het uitduwmechanisme zou wegvallen.Furthermore, the hydraulic pushing mechanism or screw spindle and the like for the clamping members are connected by means of a rocking structure to a pulling triangle, such that the clamping members want to come into the clamping position; even if the hydraulic pressure on the push mechanism should unexpectedly fall away.

Middels de trektriangel: kan de geklemde liggende pijp horizontaal vooruitgetrokken worden, waarbij vrijheidsgraden toegestaan worden om de pijp onder een hoek vooruit te trekken (zeegolfbewegingen slepend volgend). Het maken van bochten tijdens het horizontaal verplaatsen wordt toegestaan door de bewegingsvrijheid in de schonmielcons tractie. - kan de geklemde liggende pijp verticaal gehesen worden, waarbij vrijheidsgraden toegestaan worden om onder een hoek de pijp te hijsen of te positoneren. - kan de geklemde verticale pijp schuin gehesen worden, waarbij vrijheidsgraden toegestaan worden om onder een hoek de pijp verder te hijsen of te positioneren.By means of the pull triangle: the clamped horizontal pipe can be pulled horizontally, allowing degrees of freedom to pull the pipe forward at an angle (trailing sea wave movements). Making turns while moving horizontally is allowed by the freedom of movement in the schonmielcontraction. - the clamped lying pipe can be lifted vertically, allowing degrees of freedom to hoist or position the pipe at an angle. - the clamped vertical pipe can be tilted obliquely, allowing degrees of freedom to further lift or position the pipe at an angle.

De onderhavige uitvinding verschaft een mechanische kleminrichting, waarbij de ingeklapte omvang van de totale kleminrichting kleiner is dan inwendige ruimte in de pijpflens, waardoor het in de pijp inmanoeuvreren beheersbaar is.The present invention provides a mechanical clamping device, wherein the collapsed size of the total clamping device is smaller than internal space in the pipe flange, whereby maneuvering into the pipe is controllable.

De onderhavige uitvinding verschaft tevens een mechanische kleminrichting, waarbij voornamelijk trek- en drukkrachten een rol spelen, terwijl de optredende buigende momenten beheersbaar zijn.The present invention also provides a mechanical clamping device, in which mainly tensile and compressive forces play a role, while the occurring bending moments are controllable.

De onderhavige uitvinding verschaft tevens een mechanische kleminrichting, waarbij de klemkrachten van ondergeschikt belang zijn ten opzichte van de geometrische positionering binnen een cirkelvormige groef.The present invention also provides a mechanical clamping device, wherein the clamping forces are of minor importance relative to the geometric positioning within a circular groove.

De onderhavige uitvinding verschaft tevens een mechanische kleminrichting, waarbij de positie in de pijp bepaald worden door de aangebrachte flensrand.The present invention also provides a mechanical clamping device, wherein the position in the pipe is determined by the flange edge provided.

Een dergelijke klemconstructie in de stand der techniek zijn voorgesteld door: conische verlopende klemblokken/keggen, waarbij de hellingshoek ten opzichte van de langshartlijn van de te klemmen pijp een beperkt aantal graden is en de klemblokken vastgewigd worden tussen de klemsteunen en de pijp.Such a clamp construction in the prior art is represented by: conical running clamp blocks / chocks, wherein the angle of inclination with respect to the longitudinal axis of the pipe to be clamped is a limited number of degrees and the clamp blocks are fixed between the clamp supports and the pipe.

Een dergelijke klemconstructie in de stand der techniek zijn voorgesteld door: de pijpklem van IHC NorexBV onder nummer CN103459296A welke slechts bruikbaar is voor het verticaal hijsen van grote buisconstructies.Such a clamp construction in the prior art has been proposed by: the pipe clamp of IHC Norex BV under number CN103459296A which can only be used for the vertical lifting of large pipe constructions.

Het doel van de onderhavige uitvinding voor het aangrijpen/verladen/lossen/verplaatsen van pijpen voorzien van een flens is om op een feilloze wijze aan de pijp getrokken, dan wel zonder te ontkoppelen gehesen kan worden. Bij zowel het trekken als bij het rechtop plaatsen en het verticaal hijsen mag hierbij de krachtsrichting enigszins afwijken van het verloop van de hartlijn van de pijp.The object of the present invention for gripping / loading / unloading / moving pipes provided with a flange is to be able to be pulled on the pipe in a flawless manner or can be lifted without being disconnected. With both pulling and upright positioning and vertical lifting, the direction of force may deviate somewhat from the course of the center line of the pipe.

Afhankelijk van de flensconstmctie zijn diverse voorkeurs-uitvoeringsvormen mogelijk, zoals deze zijn gedefinieerd in de afhankelijke conclusies. Zo is het mogelijk, dat de inrichting minstens een tweetal of meerdere klemorganen omvatten om een pijp met een eventueel relatief zwakkere flens te kunnen laden/lossen/verplaatsen.Depending on the flange constitution, various preferred embodiments are possible, as defined in the dependent claims. It is thus possible for the device to comprise at least two or more clamping members in order to be able to load / unload / move a pipe with a possibly relatively weaker flange.

In het navolgende zal de uitvinding als voorbeeld nader worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen, zoals weergegeven in Fig.l tot en met Fig.6 betreffende het voorbeeld met een pijp met een cilindrische doorsnede, waarbij aan de binnenkant een groef geformeerd wordt door een korte opgelaste flensrand en een ingelaste groefkering. De uitvinding is daartoe evenwel nadrukkelijk niet beperkt tot het in de tekeningen weergegeven en in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeeld, dat op verschillende manieren binnen het kader van de uitvinding kan worden gevariëerd.In the following, the invention will be further elucidated as an example with reference to the accompanying drawings, as shown in Figs. 1 to 6 concerning the example with a pipe with a cylindrical cross-section, with a groove formed on the inside by a short welded-on flange edge and a welded-in groove. However, the invention is expressly not limited thereto to the exemplary embodiment represented in the drawings and described in the foregoing, which can be varied in various ways within the scope of the invention.

Uitdrukkelijk zij derhalve nogmaals vermeld, dat andere uitvoerings-vormen dan onder Fig.l tot en met Fig.6 weergegeven, gebaseerd op de principes van de uitvinding tot de onderhavige uitvinding behoren.It is therefore expressly stated once again that embodiments other than those shown under Fig. 1 to Fig. 6 belong to the present invention based on the principles of the invention.

Hierbij valt expliciet te denken aan specifiek uitgevoerde flensachtige constructieuitvoeringen, zoals bijvoorbeeld een getrapte flensuitvoering e.d.Specifically, flange-like construction embodiments can be envisaged, such as, for example, a stepped flange design and the like.

Hierbij valt eveneens expliciet te denken aan meerhoekige buizen met eventueel een meerhoekige groef e.d.It is also possible to explicitly think here of polygonal tubes with possibly a polygonal groove and the like.

In onderstaande beschrijvingen hebben gelijke of corresponderende delen gelijke of corresponderende verwij zingscij fers.In the descriptions below, identical or corresponding parts have identical or corresponding reference numerals.

De termijn links, rechts, boven, onder, horizontaal, verticaal, voor en/of achter worden gébruikt als aanduidingen ten opzichte van het vlak van tekening in de respectievelijke figuren.The term left, right, top, bottom, horizontal, vertical, front and / or rear are used as indications with respect to the plane of the drawing in the respective figures.

Onder verticaal wordt hierbij verstaan gelijk of nagenoeg gelijk aan de richting van de zwaartekrachtsrichting van de aarde.Vertical here is understood to mean the same or substantially the same as the direction of the gravity direction of the earth.

Voor meer duidelijkheid en beter begrip is de pijp in de figuren 1 tot en met 6 voorzien van een korte aangelaste pijpflens (37) en een groefkering (39)(ook wel airtight platform support ring genoemd, welke zich uitstrekt tot de pijpflens overeenkomstig de vereiste groefbreedte voor de klemorganen van de kleminrichting.For more clarity and understanding, the pipe in Figures 1 to 6 is provided with a short welded-on pipe flange (37) and a groove retainer (39) (also called airtight platform support ring, which extends to the pipe flange according to the required groove width for the clamping members of the clamping device.

Fig.l toont een losse pijpkleminrichting in verticale positie.Fig. 1 shows a loose pipe clamping device in the vertical position.

Fig. 2 toont een pi jpeinde ten behoeve van de pijpkleminrichting uit Fig.2.FIG. 2 shows a pipe end for the pipe clamping device of FIG. 2.

Fig.3 toont de kleminrichting uit Fig.l rustend op de pijp uit Fig.2.Figure 3 shows the clamping device of Figure 1 resting on the pipe of Figure 2.

Fig.4 toont de kleminrichting uit Fig.l rustend op de verticale pijp uit Fig.2.Figure 4 shows the clamping device of Figure 1 resting on the vertical pipe of Figure 2.

Fig.5 toont de pijpkleminrichting gekoppeld aan een liggende pijp.Fig. 5 shows the pipe clamping device coupled to a horizontal pipe.

Fig. 6 toont een schematische doorsnede over de in verklemming zijnde flens.FIG. 6 shows a schematic section through the clamping flange.

Fig.l toont een losse pijpkleminrichting 1 in verticale positie, waarbij de ronduitgevoerde blokkeersegmenten 2 en 3 in smalste stand staan. Op iedere blokkeersegmenten 2 en 3 zijn aankoppelsteunen respectievelijk 4 en 5 aangebracht alsmede ophoogplaten respectievelijk 6,7,8 en 9, waarop de pijpaanslagen repectievelijk 10,11 en 12,13 geplaatst zijn. De pijpaanslagen 10,11,12 en 13 bevatten elk verklem-cilinders respectievelijk 14,15,16 en 17.Fig. 1 shows a loose pipe clamping device 1 in the vertical position, the rounded blocking segments 2 and 3 being in the narrowest position. Coupling supports 4 and 5 are provided on each blocking segments 2 and 3, as well as mounting plates 6, 7, 8 and 9 respectively, on which the pipe stops 10,11 and 12,13 respectively are placed. The pipe stops 10, 11, 12 and 13 each contain clamping cylinders 14, 15, 16 and 17, respectively.

De beide segmenten 2 en 3 zijn aan elkaar gekoppeld middels een drietal hydraulische cilinders 18,19 en 20, welke ieder gekoppeld is aan een in- uitschuifbare rechtgeleidingen respectievelijk 21,22 en 23.The two segments 2 and 3 are coupled to each other by means of three hydraulic cylinders 18, 19 and 20, each of which is coupled to an extendable straight guide, 21, 22 and 23, respectively.

De rechtgeleidas 22 is verlengd en gekoppeld in de aankoppelsteunen 4 en 5 aan het schommeljuk, bestaande uit: de schommelblokken 24 en 25, de schommelassen 26 en 27, schommelarmen 28 en 29 met hun koppelassen 30 en 31, waarmee ze scharnierbaar vastzitten aan de trektriangel 32 met zijn draaibare hijskoppeling 33.The straight guide shaft 22 is elongated and coupled in the coupling supports 4 and 5 to the rocking yoke, consisting of: the rocking blocks 24 and 25, the rocking shafts 26 and 27, rocking arms 28 and 29 with their coupling shafts 30 and 31, with which they are hingedly attached to the pull triangle 32 with its rotatable lifting coupling 33.

Fig.2 toont een gelaste pijp 34 ten behoeve van de pijpkleminrichting 1 uit Fig.2. De overlangse lasnaden 35 en 36, de flens 37, de flenslasnaad 38, de groefkering 39 en de ruime groefbreedte 40. De flens 37 is op de pijpomtrek op het pijpeinde van de pijp 34 vastgelast.Figure 2 shows a welded pipe 34 for the pipe clamping device 1 of Figure 2. The longitudinal weld seams 35 and 36, the flange 37, the flange weld seam 38, the groove barrier 39 and the wide groove width 40. The flange 37 is welded to the pipe circumference on the pipe end of the pipe 34.

Fig.3 toont de kleminrichting 1 uit Fig.l rustend op de pijp 34 uit Fig.2, waarbij in verticale positie de blokkeersegmenten 2 en 3 nog in smalste stand staan. De pijpaanslagen 10,11,12 en 13 rusten hierbij op de flens 37. De hydraulische verklemcilinders 18,19 en 20 zijn hierbij ingeschoven.Fig. 3 shows the clamping device 1 of Fig. 1 resting on the pipe 34 of Fig. 2, wherein in the vertical position the blocking segments 2 and 3 are still in the narrowest position. The pipe stops 10, 11, 12 and 13 rest on the flange 37. The hydraulic clamping cylinders 18, 19 and 20 are retracted.

Fig.4 toont de kleminrichting 1 uit Fig.l rustend op de verticale pijp 34 uit Fig.2, waarbij in verticale positie de blokkeersegmenten 2 en 3 in de brede stand staan. De pijpaanslagen 10,11,12 en 13 rusten hierbij ook op de flens 37, terwijl de blokkeersegmenten 2 en 3 in de brede stand staan en de hydraulische verklemcilinders 14,15,16 en 17, afsteunend op de flens 37, de blokkeersegmenten 2 en 3 in de groef 40 inwendig tegen de flens 37 aan drukken en géblokkeerd vasthouden.Figure 4 shows the clamping device 1 of Figure 1 resting on the vertical pipe 34 of Figure 2, wherein in the vertical position the blocking segments 2 and 3 are in the wide position. The pipe stops 10, 11, 12 and 13 also rest on the flange 37, while the blocking segments 2 and 3 are in the wide position and the hydraulic clamping cylinders 14, 15, 16 and 17, supported on the flange 37, the blocking segments 2 and 3 in the groove 40, press internally against the flange 37 and hold it in a locked position.

De schommelarmen 28 en 29 zijn hierbij in Fig 4 evenwijdig of nagenoeg evenwijdig uitgedrukt door de drie hydraulische cilinders 18,19 en 20, terwijl de rechtgeleidingen 21,22 en 23 voldoende overlappend uitgeschoven zijn.The rocker arms 28 and 29 in this case are expressed parallel or nearly parallel in Fig. 4 by the three hydraulic cylinders 18, 19 and 20, while the straight guides 21, 22 and 23 are extended sufficiently overlapping.

Fig.5 toont de pijpkleminrichting 1 gekoppeld aan een liggende pijp 41. De triangel 32 en de schommelarmen 28 en 29 zijn hierbij verticaal, zodat de pijp 41 van horizontaal naar verticaal opgehesen kan worden.Fig. 5 shows the pipe clamping device 1 coupled to a horizontal pipe 41. The triangle 32 and the rocking arms 28 and 29 are hereby vertical, so that the pipe 41 can be lifted from horizontal to vertical.

Fig.6 toont voor beter begrip en duidelijkheid een schematische doorsnede over de in verkleuming zijnde flens 37 uit Fig.3, waarbij de verklemcilinder 16 het verklemsegment 3 strak tegen flens 37 verschoven heeft en zich gezet heeft tegen en parallel aan het transversale binnenvlak 42 van de flens 37 en vrij is van de groefkering 39.Fig. 6 shows a schematic cross-section over the flange 37 of Fig. 3 for clarity and clarity, wherein the clamping cylinder 16 has shifted the clamping segment 3 tightly against flange 37 and has moved against and parallel to the transversal inner surface 42 of the flange 37 and is free of the groove barrier 39.

Kortom: De onderhavige uitvinding betreft een inwendige kleminrichting voor het aangrijpen/verladen/ lossen/verplaatsen van geheel of gedeeltelijk open flensconstructies, die doorgaans in zee of op het land in één opspanning geplaatst en/of verplaatst worden vanuit een liggende naar/of een staande pijppositie.In short: The present invention relates to an internal clamping device for gripping / loading / unloading / moving wholly or partly open flange constructions, which are usually placed and / or moved from a lying to / or a standing one in the sea or on land. pipe position.

Claims

1. Internal pipe clamping device for tubular constructions, such as for a windmill foundation provided with a pipe wall and provided with a flange at one pipe end, characterized in that the clamping device can be used to move a pipe both horizontally, vertically, and horizontally to vertically .

Internal pipe clamping device for tubular constructions according to claim 1, characterized in that the present pipe clamp comprises at least two clamping members which can move outwardly and inwardly in a guided manner.

Internal pipe clamping device for tubular constructions according to claims 1 and 2, characterized in that the clamping members are provided with hinged tension arms to enable the feature stated in claim 1 to be realized.

Internal pipe clamp for tubular structures according to claims 1 to 3, characterized in that the clamping members are positioned hydraulically in a linear manner in the desired groove position.

Internal pipe clamping device for tubular constructions according to claims 1 to 4, characterized in that the clamping members are axially hydraulically clamped to the pipe flange in several places.

Internal pipe clamping device for tubular constructions according to claims 1 to 5, characterized in that the clamping members can be brought into the clamping position by means of a swinging structure connected to a pulling triangle.