NO153331B - Bevegelseskompenserende system for en loeftekran. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et beyegelseskompenserende system for bruk med en løftekran.

Der finnes mange situasjoner hvor det er ønsket

å benytte en løftekran med anordninger for sikker løfting av laster fra dekket au en arbeidsbåt som duuer i sjøen,

med en kran montert på et offshore fartøy, rørleggings-fartøy eller ikke-flytende plattform. Dette muliggjøres ved å tillate krankroken å følge duvebevegelsen av en last på dekket av en arbeidsbåt ved en lav forspenning i lafte-wiren, som også reduserer sjokkbelastninger med full last ved dynamiske belastningsbetingelser. Forskjellige anordninger er foreslått for å forhindre slakk i wiren, som for eksempel en fjær som er forbundet mellom en blokkskive som bærer wiren, og et fast punkt, en motvekt festet til en eller flere skiver i wiren og som kontinuerlig påfører en forspenning for å ta ut slakk, eller forskjellige anordninger for forkorting av wiren ved bruk av hydrauliske sylindre etc. Styring av løftekraner med slike kompenserende anordninger har vanligvis enten vært kostbare og kompliserte eller har i stor grad basert på kranoperatørens visuelle bedømmelse for å finne frem til når lasten bør løftes fra det duvende dekk. Dette legger- en stor byrde på kran-operatøren, da enhver feil ved bedømmelsen kan resultere i at operatøren søker å løfte lasten i det mest uheldige øyeblikk, som for eksempel når dekket beveger seg nedad og det på samme tid er slakk i linen. Å heise opp lasten i et slikt øyeblikk kunne resultere i et sterkt rykk, noe som ville påføre ekstremt høye momentanbelastninger på

den tilhørende wire, utliggerbom og andre deler av systemet.

Det er oppfinnelsens mål å frembringe et bevegelseskompenserende system for bruk med en løftekran, hvor systemet er enkelt, driftssikkert og omfatter et kontrollsystem som kan bistå kranoperatøren i å bestemme det opti-male tidspunkt for å løfte lasten og som også tjener til å hindre påføring av toppbelastninger også i tilfeller hvor lasten søkes å heises i et uegnet øyeblikk.

For å oppnå dette frembringer oppfinnelsen et bevegelseskompenserende system for bruk med en løftekran, omfattende en plattform, en bom som er festet til en ramme, en blokkskive v/ed enden au bommen, en uinsj med en trommel, en wire på trommelen og som er lagt over skiven og en krankrok i enden av wiren, karakterisert ved at det bevegelseskompenserende system omfatter

et blokksystem som holder tauet og er innkoplet mellom trommelen og blokken, idet blokksystemet omfatter flere stasjonære blokkskiver som er festet til rammen og minst en bevegelig skive,

en bevegelig plattform som holder den bevegelige skive,

en motvekt som er festet til den bevegelige plattform og som søker å bringe den bevegelige skive til å bevege seg nedad bort fra de stasjonære skiver idet slakk i tauet derved tas opp,

en hydraulisk dempesylinder omfattende et stempel i sylinderen og en stempelstang forbundet mellom den bevegelige plattform og stempelet idet sylinderen er forankret til rammen.

Kompensatoren omfatter et kontrollsystem for å kontrollere bruken av den hydrauliske dempningssylinder og stempelet, samt en f1uidumforbindelse som forbinder motstående ender av sylinderen og en tilbakeslagsventi1

i forbindelsen som kan vende strømmen mellom sylinderens stempelende og dens motstående ende, en reguleringsventil parallellkoplet med tilbakeslagsventilen og anordninger for at operatøren skal kunne åpne tilbakeslagsventilen for å tillate strøm mellom sylinderens stempelende og dens motstående ende og dempeanordninger for å forhindre for hurtig strøm ut au sylinderens motstående ender.

Uppfinnelsen beskrives i henhold til tegningene hvor fig. 1 viser i perspektiu en løftekran og et bevegel-seskompen se ren de system for denne ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser grafisk en tynisk bevegelse av en last som det kompenserende system på fig. 1 må følge, fig. 3 viser

et kop.1 ingsskjerna for det bevegelseskompenserende system på fig. 1 i kombinasjon med et kontrollsystem, figuren viser kontrollsystemet med ventilene innstilt for normal drift uten last på kroken, fig. 3a viser skjematisk et kontrollpanel som brukes i forbindelse med systemet på

fig. 3, fig. 4 viser et koplingsskjerna for det bevegelseskompenserende system og kontrollsystemet på fig. 3 med ventilene innstilt for å tillate løftekroken å følge lasten, fig. 5 viser et koplingsskjerna for det bevegelseskompenserende system og kontrollsystemet på fig. 3 med ventilene innstilt for å bringe kranen til å løfte lasten og fig. 6 viser et koplingsskjerna av det bevegelseskompenserende system og kontrollsystemet på fig. 3 med ventilene innstilt for å tillate frigjøring av stempeltrykket slik det vil være tilfelle ved overbelastning.

Fig. 1 viser en løftekran som generelt er betegnet med 10 og er montert på dekket av en fortøyetfdel-vis nedsenkbar plattform 12. Løftekranen omfatter et roterbart maskindekk 13 som bærer en vinsj 14 med en kabel-trommel 16, en bom 18 som er dreibar ved sitt festepunkt 19 på dekket 13 og har en blokkskive 20 på sin ytre ende. Et ståltau 22 er opplagret på trommelen og tredd gjennom

et blokksystem 24, over blokkskiven 20 på enden av bommen 18 hvor det holder et lodd 26 og en løftekrok 28 hvorfra en last 30 henger ned og som er anordnet på dekket av en arbeidsbåt 32. En alternativ konvensjonell wireanord-

ning er vist med stiplede linjer og betegnet 22' og kan benyttes når betingelsene ikke krever bruk av bevegelses-kompensatoren.

Blokksystemet 24 omfatter et par øvre stasjonære blokker 34, 36 som fortrinnsvis er opplagret på samme aksel, et par bevegelige blokker 38, 40 som fortrinnsvis er opplagret på en felles aksel 42 som fritt kan beveges oppover og nedover og en ytterligere stasjonær skive 43

som har sin aksel anordnet i en vinkel 90° i forhold til blokkenes 34 og 36 akse. Det er blokkens 43 funksjon

kun å styre ståltauet 22 fra blokken AL) til blokken 38

og omvendt. Festet til akselen 42 er en motvekt 44 som er festet til stempelstangens ende 46 i en hydraulisk donkraft eller dempesylinder 48 som er festet til løfte-kranens 10 dekk. Det skal bemerkes at kranen 10 også

som normalt omfatter et operatørsted på dekket 13, fortrinnsvis nær vinsjen 14. Et slikt operatørsted er ikke vist fordi det ville forstyrre den ovenfor beskrevne konstruksjons illustrasjon.

Av det foregående sees det at motvekten 44 på-tvinger akselen 42 en last som danner en kontinuerlig forspenning i ståltauet 22. f\iår imidlertid arbeidsbåten 32

og belastningen 30 stiger og synker med bølgebevegelsen, vil motvektskraften som virker via blokksystemet 24 søke å fjerne enhver slakk som ville utvikle seg i ståltauet 22. På denne måte vil løftekroken følge lastens 30 hivende bevegelse ved et lavt forspenningsnivå.

Bruken av søkerens system er grafisk vist ved hjelp av fig. 2 hvor vertikal bevegelse er vist vertikalt og tiden horisontalt. ' Som vist til venstre, er lasten ved et lavt nivå som vises med en bølgedal, løftekroken 28 er blitt strukket og det foreligger en slakk i løftewiren som er festet til lasten. På dette tidspunkt lyser det grønne lys og operatøren trykker og holder"anti-slakk"-trykknappen. Ved den neste viste stilling (nr. 2 fra venstre), har lasten nådd en topp på en bølgekam og løftewiren tiar fjernet slakken. Ved en tredje stilling,

er arbeidsbåten og lasten i det vesentlige halvveis ned til den neste bølge fra kammen og denne bevegelse pluss bevegelsen fra bevegelseskcmpensatoren fortsetter å oppta hele slakken fra løftewiren. Ved den fjerde stilling har lasten igjen nådd en bølgedal og bevegelseskompen-satoren har holdt slakken borte fra løftewiren. Den fortsetter å holde denne forspenningen i wiren når lasten igjen beveges oppad av balgebevegelsen som vist i den femte stilling. Dette tidspunkt er, på grunn av at las-

ten allerede bev/eger seg oppad, det beste tidspunkt til å løfte lasten fra dekket og operatøren bør derfor frigjøre anti-slakk-trykknappen og betjene vinsjen til å løfte lasten, noe som bringer den til å fortsette oppover også når båten når bølgens kam og starter å bevege seg nedover igjen.

For å hjelpe operatøren til å vite nøyaktig når han skal frigjøre trykknappen for antislakk for å starte vinsjen, har søkeren utviklet kontrollsystemet som er vist på fig. 3-6. På fig. 3 er systemet avbildet i normal stilling hvor det ikke er noen last på kroken og ventilen 50 for anti-slakk-trykknappen ikke er aktivert. Arbeidsfluidet (hydraulikkolje) bringes ut av sylinderens 48 hode av motvekten 44, gjennom en 1edning 51, en tilbakeslagsventil 52, gjennom en ledning 54 til sylinderens stempelende. Da sylinderens 48 hodeende i forhold til bevegelsen av stempelet 56, har større volum enn stempel-enden, vil en tilleggstrøm med arbeidsfluidum (olje) passere gjennom en strupeventil 58 til en ekspansjonstank 60. Strupeventilen 58 begrenser motvektens 44 senk-ningshastighet. Når motvekten nærmer seg bunnen av dens bevegelse, utløser og holder den en grensebryter 62 som tenner et grønt lys merket "anti-slakk - klar for drift" i operatørens kontrollpanel (se fig. 3a).

Wed ventilen 50 for anti-slakk-trykknappen ubetjent, festes lasten til kroken på vanlig måte og kranen bringes til å ta slakken ut av wiren. På dette tidspunkt aktiveres ventilen 50 for trykknappen og holdes som vist på fig. 4. Dette aktiverer en sperreventil 64 til å la olje passere fritt mellom sylinderens hodeende og stempelende. Når lasten på dekket av arbeidsbåten beveger seg nedad, gis tau ut, motvekten 44 løftes og olje bringes ut av sylinderens stempelende gjennom ventilen 64 inn i sylinderens hodeende. Olje fra ekspansjonstanken 60 strømmer nå gjennom en enveis tilbakeslagsventil 74 og også gjennom strupeventilen 58 for å gi det nødvendige ytterligere volum. Dersom operatøren har trukket inn for mye ståltau ved inntaking av slakk, vil motvekten utløse og holde en grensebryter 66. Dette tenner og holder et rødt lys "advarsel - senking av krok" (fig. 3a). Operatøren senker deretter kroken inntil lyset slukkes. Wå r lasten på dekket av arbeidsbåten beveger seg oppad, opprettholder motvekten spenning i ståltauet og beveges nedover, idet den tvinger olje ut av sylinderens hodeende gjennom ventilen 64 til sylinderens stempelende. Overskytende olje passerer gjennom ventilen 58 tii ekspansjonstanken 60. Når motvekten nærmer seg dens maksi-male nedadgående bevegelse, vil den igjen utløse og holde grensebryteren 62. Dermed tennes og lyser det grønne lys "anti-slakk - klar for drift". Dette er indikasjon på at lasten på dekket av arbeidsbåten beveger seg oppad og nærmer seg en bølgekam. På dette tidspunkt frigjør operatøren anti-slakk-trykknappen 50 (fig. 5). Dette aktiverer reguleringsventilen 64, noe som låser sylinderen og motvekten hydraulisk. Operatøren heiser dermed øyeblikkelig lasten som beveger seg oppad og nær en bølgekam. Trykket i sylinderens 48 stempelende stiger øyeblikkelig og aktiverer en trykkbryter 68 som vender en ventil 70. Dette tenner det gule lys "anti-slakk - ute" (fig. 3a). Dersom operatøren utforvarende trykker anti-slakk-trykk-knappen 50, hindrer ventilen 70 at ventilen 64 aktiveres slik at den hydrauliske lås opprettholdes. Dersom opera-tøren vurderer feil og kommer til å heise lasten når den beveger seg oppad og dersom denne last ville kunne påføre en sjokkbelastning som er større enn kranens maksimallast, vil trykket i sylinderens stempelende aktivere en avlast-ningsventii 72 (fig. 6) som tillater olje å passere til sylinderens hodeende. Dersom operatøren fortsetter å heise opp og motvekten beveger seg oppad, retarderes lastens nedadgående bevegelse gradvis og overbelastningen overføres til varme i den hydrauliske olje. Dersom belastningen oppstår på grunn av en fast belastning som eksempel vis anhugg i arbeidsbåten, vil motvekten fortsette å bevege seg oppad inntil grensebryteren 66 aktiveres. Dette vil tenne lyset "advarsel - senking av krok". Dette gir operatøren tid til å vurdere situasjonen oy

gi ut wire i kranen.

Av det foregående fremgår det at det kompenserende system som er beskrevet ovenfor, er meget enkelt og har en oversiktlig oppbygging, er enkel og hurtig å betjene av kranoperatøren og omfatter trekk for å beskytte kranen mot sjokkbelastninger eller andre belastninger, omfattende operatørfeil som ellers kunne overbelaste kranen og muligvis forårsake alvorlig skade og ødeleggelse av kranen, lasten eller eventuelt skade personer i området.

Claims (6)

1. Bevegelseskompenserende system med en løftekran (10), omfattende en plattform (12), en bom (18) festet til et roterbart maskindekk (13), en blokkskive (20) ved enden av bommen (18), en vinsj (14) med en trommel (16)., en wire (22) på trommelen (16) som er tredd over blokken (20) og en krankrok (28) i enden av, wiren (22), hvor et blokksystem (24) mellom trommelen (16) og skiven (20) holder wiren (22) og har flere stasjonære blokkskiver (34) festet til maskindekket (13) og minst en bevegelig skive (38, 40), en motvekt (44) festet bevegelig i forhold til plattformen og som søker å bringe den bevegelige skive (38) til å bevege seg nedad bort fra de stasjonære skiver (34, 36) idet slakk i wiren (22) derved tas opp, KARAKTERISERT VED at en hydraulisk dempesylinder (48) med et stempel (56) og en stempelstang (46) er forbundet mellom plattformen, idet sylinderen (48) er forankret til maskindekket (13), og stempelstangen er forbundet med motvekten og den bevegelige skive, at et styresystem for å styre aktiveringen av den hydrauliske dempesylinder (48) og stemplet (56) har en fluidforbindelse (51, 54) som forbinder motstående ender av sylinderen (48) og en tilbakeslagsventil (52) i forbindelsen (51, 54) som kan gi strømning av fluid mellom sylinderens enderom (46) og stempelstangrom, at en reguleringsventil (64) er parallellkoblet med tilbakeslagsventilen (52), at det foreligger anordninger for at operatøren skal kunne åpne reguleringsventilen (64) for å tillate strømning mellom sylinderens (48) enderom (46) og stempelstangrommet, samt dempeanordninger for å hindre for hurtig strøm av fluid av sylinderens (48) enderom og at det i forbindelsen er anordnet en trykkbryter (6 8) som påvirkes av høyt trykk i stempelstangrommet og som ved løfting av last stenger reguleringsventilen (64) .

2. System ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at blokksystemet (24) har minst to bevegelige skiver (38, 40) som er festet til den bevegelige plattform og tre stasjonære skiver (34,35).

3. System ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at demper-anordningene omfatter en ekspansjonstank (60), en annen forbindelse som er innkoblet mellom ekspansjonstanken (60) og sylinderens (48) enderom, et strupeorgan (58) i den annen forbindelse og en tilbakeslagsventil (74) som er parallellkoblet med organet (58) og hindrer strøm mellom sylinderens enderom og ekspansjonstanken (60).

4. System ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at en sikkerhetsventil (72) er parallellkoblet med reguleringsventilen.

5. System ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at anord-ningene for operatørens aktivering av reguleringsventilen (64) omfatter en kilde for luft med lavt trykk, forbindelser mellom kilden og reguleringsventilen og bryteranordninger (68) i forbindelsene som normalt leder trykkluft for å stenge reguleringsventilen, men som kan lede trykkluft for å åpne reguleringsventilen.

6. System ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at det har en første indikeringsanordning for å indikere at det bevegelseskompenserende system kan aktiveres og en første grensebryter (62) som aktiveres ved bevegelse av motvekten nær dennes nedre bevegelsesende for å aktivere indikerings-anordningen. i