DK164032B - Kran med hejsevaerk - Google Patents

Description

i

DK 164032 B

Den foreliggende opfindelse angår en kran med et hejseværk omfattende en hejseline og et hejselinespil og forsynet med en skridkobling imellem spillet og et drev.

Der opstår specielle problemer i forbindelse med løftning af en 5 last med en kran, når lasten udfører lodrette bevægelser i forhold til kranen. Hvis for eksempel en last skal løftes fra et skib med en kran, der er stationært arrangeret på en boreplatforms dæk, udfører lasten i overensstemmelse med skibets rulle- og stampbevægelser, der afhænger af bølgernes svingningsamplitude og periode, vertikale bevægelser med ski -10 bet i forhold til den på platformen stående kran. Disse bevægelser kan alt efter vind- og vejrforholdene antage betragtelige størrelser. Løftes en last fra et skib bevæget på denne måde, kan den overføre betragtelige dynamiske stødbelastninger til hejselinen og dermed til krankonstruktionen. Disse stødbelastninger tages med i beregningerne af lasteevnekoef-15 ficienten Cb, der beregnes ved hjælp af den følgende formel:

Cb * 1 + 0,9 ’ (vh + vw) ’ (K/(g * L)) 1/2

Her betyder: 20

Cb = Lasteevnekoefficienten, altså den faktor, med hvilken den nominelle lasts størrelse skal multipliceres ved beregning og konstruktion af kranen, 25 vh = kranens kroghastighed, vw - den vertikale dimensioneringshastighed af et forsyningsskibs lastedæk, 30 K * kranens fjederkonstant henregnet til lastekrogens ver tikale bane, g * tyngdekonstanten, 35 L = nyttelastens kraftpåvirkning.

Lasteevnekoefficienten, der således afhænger af hejsehastigheden,

DK 164032 B

2 kranens stivhed og den vertikale hastighed af den byrde, der skal løftes, i forhold til kranen, tager højde for de dynamiske påvirkninger af kranen, der fremkaldes ved stødpåvirkninger fra den i forhold til kranen bevægede last. Alt efter den signifikante bølgehøjde og den gennemsnit-5 lige bølgeperiode kan denne løfteevnekoefficient ligge mellem 1,3 og ca.

4,5. Da én kran til at løfte bevægelig last må konstrueres og udlægges-under hensyntagen til den størst optrædende løfteevnekoefficient, fordyres krankonstruktionen væsentligt.

Fra AT-B-310 994 kendes en kran af den indledningsvis angivne art, 10 hvilket kran er indrettet til at bevæge en last i forhold til et søfartøj, hvor søfartøjets bevægelser overføres til lasten. Det herfra kendte hejseværk omfatter foruden selve hejsespi 11 et et ekstra strammespil forsynet med en strammespilsline, der er forbundet til søfartøjet. Til at drive strammespillet findes der en særskilt skridkobling aktiveret hy-15 draulisk eller pneumatisk, hvorved strammespilslinen meddeles en stort set konstant stramning. Lastspillet er sammenkoblet med strammespi 11 et. Søfartøjets op- og nedadgående bevægelser bevirker, at der overføres et variabelt styresignal til en styreindretning for det hydraulisk eller pneumatiske medium, hvorved trykket i det betjeningsmedium, som overfø-20 res til koblingen, varieres. Den kendte konstruktion er forholdsvis kompliceret, idet den omfatter flere spil.

Ifølge opfindelsen søges tilvejebragt en kran af den indledningsvis angivne art, som er forbedret således, at den konstruktionsmæssigt er forholdsvis enkelt opbygget og dog kan anvendes ved betydelige ver-25 tikale relativbevægelser imellem kranen og den last, der skal ophæves.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved at indrette den indledningsvis angivne kran med et hejseværk omfattende en hejseline og et hejselinespil og forsynet med en skridkobling mellem spillet og et drev således, at dette styres på en sådan måde, at hejselinens trækkraft over et tids-30 rum, der fortrinsvis er større end et sekund, trinsvis eller kontinuerligt øges til en kraft svarende til lastens vægt henholdsvis til den kraft, der kræves til løftning af lasten, og at spillet ved hjælp af modkræfter, der overstiger den til enhver tid værende linekraft, under hejselinens aftræk kan drejes tilbage.

35 Med en kran ifølge opfindelsen er det muligt at hejse en i forhold til kranen i vertikal retning bevæget last, i det væsentlige lige som en last, der befinder sig i en fast position i forhold til kranen. Når den 3

DK 164032 B

i første omgang slappe line ved krankrogen eller lignende kobles til lasten, følger nemlig først en stramning af linen, som herefter i stigende grad øger trækkraften og derved i stigende grad bærer en større del af lastens vægt. Lasten udfører imidlertid stadig sine relativbevægelser i 5 forhold til kranen, idet den fra hejselinen til lasten overførte hejsekraft hele tiden øges. Linen, der er tilkoblet lasten, befinder sig således i en fast position i forhold til lasten, fordi lastens relativbevægelser udlignes i forhold til kranen, ved forlæns og baglæns rotation af linetromlen, der drives ved et bestemt drejemoment. Hed en kran i føl -10 ge opfindelsen hæves en bevæget last således principielt på samme måde som en ubevæget last.

I forhold til en ikke bevæget last virker der dog på den vertikalt bevægede last negative og positive accelerationer skiftevis alt efter byrdens bevægelsesretning. Hvis linetrækkraften ved kranen ifølge opfin-15 del sen således øges i et forudbestemt tidsrum, opnår denne en værdi, der svarer til vægten af den last, der skal løftes. Derved kan den kraft, der der er nødvendig til løftning af lasten, naturligvis og på kort tid øges, hvis en negativ acceleration indvirker på byrden.

Ved en kran ifølge opfindelsen løftes lasten således stødfrit på 20 det tidspunkt, hvor linetrækkraften har nået lastens vægt med tillæg af en eventuel direkte virkende accelerationskraft.

Ved en kran ifølge opfindelsen er det ikke nødvendigt at tage højde for en løfteevnekoefficient, da der under hejsningen ikke forekommer nogen slap line, på hvilken den bevægede last kan udøve stød.

25 Ved kranen ifølge opfindelsen skal der udelukkende tages højde for en sikkerhedskoefficient, der dog kun behøver at udgøre en brøkdel af den nominelle last, da der ikke kan optræde stødbelastninger. I en videre udførelses form af opfindelsen begrænser en skrid- eller friktionskobling eller drevet den største linekraft til en kraft, der overstiger den 30 nominelle last med en bestemt sikkerhedsfaktor, fortrinsvis en sikkerhedsfaktor i størrelsesordenen 1,5. Krankonstruktionen kan ikke blive belastet med højere påvirkninger, da drevet eller skridkobl ingen så slipper, og den påkrævede længde af hejselinen trækkes ud fra hejsel i -nespillet.

35 Ifølge en fordelagtig udførelsesform forspænder styringen eller friktionskoblingen hejselinen over spillets drev i første omgang med en forudbestemt brøkdel af den nominelle last, fortrinsvis i størrelsesor-

DK 164032B

4 denen 5%, og øger derefter trækkraften kontinuerligt til den værdi, der svarer til den nominelle last, henholdsvis den værdi, der er påkrævet til løftning af byrden. Ifølge denne udførelsesform forspændes hejselinen således i første omgang forholdsmæssigt svagt, indtil hele den løse 5 line er rullet op, og der derved undgås slap line, før end der via en styret omstilling, altså automatisk, udløses en omkoblingsimpuls, der får linekraften til at stige kontinuerligt indtil lastens ophejsning.

I en videre udførelsesform kan omstillingen udføres således, at tidspunket for omkoblingsimpulsen til stigning af trækkraften kan vælges 10 af kranføreren, men således at linen under alle omstændigheder forspændes på forhånd.

I en videre udførelsesform af opfindelsen er hejsespillet henholdsvis dettes drev forsynet med en arm, der danner en drejningsmoment-afstøtning, hvilken arm ved opnåelse af en forudbestemt linekraft, der 15 er mindre end den nominelle last, betjener en kontakt eller en ventil, der tvunget øger spillets drivdrejningsmoment til den højeste linekraft.

En drejningsmomentafstøtning af denne art giver en yderligere sikkerhed for, at linetrækkraften ikke formindskes, når hejseproceduren er indledt. Drejningsmomentafstøtningens omskifter eller ventil betjenes hen-20 sigtsmæssigt ved opnåelse af hejselinens forspændingskraft.

Hvis spillet udelukkende drives ved en motor, er det hensigtsmæssigt en hydromotor, hvis drivmoment kan styres af trykmiddeltrykket.

Friktionskoblingen består hensigtsmæssigt af en pladekobling. Pladekoblingen kan være belastet af stempler forspændt af fjedre, hvilke 25 stempler til reduktion af friktionsmomentet kan være påvirkelige af en hydraulisk væske.

Ved en kran ifølge opfindelsen drejer det sig fortrinsvis om en en kran, som er monteret på en boreplatforms dæk, med en kipbar udligger. Opfindelsen kan også udføres ved kraner med en fast udligger eller uden 30 udligger.

I det efterfølgende belyses et udførelseseksempel af opfindelsen under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er en skematisk afbildning af hejseværket med spil og de 35 tilhørende driv- og styreindretninger, flfl. 2 er en afbildning svarende til fig. 1 med en yderligere in-krementalgiver, der afbryder strømforsyningen til magnetven- 5

DK 164032 B

tilen SI, så snart koblingen glider, og fig. 3 er en afbildning svarende til fig. 1 og 2, men med en hy-draulikcylinder, der påvirker koblingen, i en afvigende udførelsesform.

5

Til hejsning betjenes den viste styrestang. Derved omstilles omskifterne Hl og M2. Via krafttrinnet påvirkes proportional venti len S5 og hejseværkspumpen PI svinges udad og derved drives hydraulikmotoren MA. Samtidig omstilles magnetventilen SI, når der ikke er nogen last L, via 10 den da lukkede omskifter M3. Nu kan der således i ledningen 4 oparbejdes et tryk, der svarer til det tryk, som er indstillet ved overtryksventi -len V5. Som det ses af fig. 1, er der indbygget en pladekobling 1 mellem drevet og spillets aksel. Friktionskoblingens 1 skridmoment indstilles ved hjælp af cylinderens Z1 stempelstang, idet en trykfjeder indvirker 15 på stemplet. På siden overfor trykfjederen påvirkes stempelringen af hydraulikvæsken fra ledningen 4, således at fjederen trykkes sammen og pladekoblingen derved aflastes (åbnes) på grund af trykket i hydraulikledningen 4.

Overtryksventilen V5 er indstillet således, at der ved pladekob-20 lingen 1 indstilles et skridmoment, der andrager ca. 5% af det nominelle linetræk.

Drevet er lejret drejeligt på akslen og støttes af fjederen 3. Fjederen 3 vælges således, at ventilen V6 ved opnåelse af ca. 5% af det nominelle linetræk åbnes og omskifteren M3 samtidig omstilles. Herved 25 lukkes på den ene side magnetventilen SI og på den anden side aflastes trykledningen 4 over ventilen 6.

Det eksisterende hydraliktryk i cylinderen Z1 reduceres langsomt over/via dysen Dl. Tidsrummet op til et fuldstændigt trykfald reguleres over dysen Dl og vil være ca. 1 sekund eller længere. På grund af det 30 langsomme trykfald øges friktionsmomentet i koblingen kontinuerligt, indtil det maksimalt indstillede moment nås via fjederen i cylinderen Zl.

Ved denne omstillingsmåde sikres det på den ene side, at pladekoblingen ved ethvert løft åbnes og derefter igen langsomt lukkes. På den 35 anden side sikres det ved redundant omstilling, at koblingen ikke åbnes ved hængende last.

En videre raffinering af styringen kan opnås derved, at der som

Claims (9)

1. 6 DK 164032 B vist i fig. 2 yderligere indbygges en inkrementalgiver XI, der afbryder strømforsyningen til magnetventilen SI, såsnart koblingen glider. Dette bevirker, at den ovenfor beskrevne lukkeproces af koblingen indledes. Dette betyder, at koblingen glider igennem, når eventuelt slap line er 5 oprullet, og at trækkraften derpå kontinuerligt øges. Yderligere variationer kan tænkes ved, at trykformindskelsen i cylinderen Z1 ikke primært opnås via dysen Dl, men at trykformindskelsen reguleres, elektronisk og dysen Dl overtager funktionen som redundant system.
2. 10 Som yderligere udstyr kan der indbygges en elektronisk overvåg ningslogik, der overvåger alle systemerne på en gang og samtidig ved e-ventuelle systemsvigt angiver, hvor fejlen ligger. Naturligvis kan der i stedet for spildrevet anført i eksemplet også anvendes en anden form for drev.
3. 15 Det maksimale moment, der skal overføres, og dermed trækkraften, indstilles over fjederen i cylinderen Z1 således, at den maksimale trækkraft ikke overstiger for eksempel 1,5 gange den nominelle last. Dermed beskyttes kranen effektivt mod overbelastning. Hvis en kran har en tilladelig hejselast, der varierer med udlægget, kan friktionsmomentet og 20 dermed den maksimale trækkraft ændres derved, at kammeret 1 i cylinderen Z2 som vist i fig. 3 påvirkes af hydraulisk tryk. Denne cylinder indbygges i stedet for Z1 i fig. 1 og 2. Det opstående tryk i trykledningen 5 reguleres via magnetventilen V3 eller ved hjælp af en mekanisk indstillelig overtryksventil V4 eller 25 begge. Derved kan den mekaniske indstilling af ventilen V4 ske via løftestangen 6, som for eksempel ved vippekraner bevæges direkte fra udliggeren. 30
4. 1. Kran med et hejseværk omfattende en hejseline og et hejselinespil og forsynet med en skridkobling mellem spillet og et drev, KENDETEGNET ved, at dette styres på en sådan måde, at hejselinens trækkraft over et tidsrum, der fortrinsvis er større end et sekund, 35 trinsvis eller kontinuerligt øges til en kraft svarende til lastens vægt henholdsvis til den kraft, der kræves til løftning af lasten, og at spillet ved hjælp af modkræfter, der overstiger den til enhver tid 7 DK 164032B værende linekraft, under hejselinens aftræk kan drejes tilbage.
5. 2. Kran ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at skridkoblingen eller drevet begrænser den største linekraft til en kraft, der overstiger den 5 nominelle last med en bestemt sikkerhedsfaktor, fortrinsvis en sikkerhedsfaktor i størrelsesordenen 1,5.
6. 3. Kran ifølge, krav 1 eller 2, KENDETEGNET ved, at hejselinens styring over spillets drev eller skridkoblingen i første omgang forspæn- 10 des til en forudbestemt brøkdel af den nominelle last, fortrinsvis i størrelsesordenen 5%, og derefter øger trækkraften kontinuerligt til en værdi svarende til den nominelle last, henholdsvis den værdi, der kræves til løftning af lasten.
7. 4. Kran ifølge krav 1-3, KENDETEGNET ved, at hejsespillet, hen holdsvis dettes drev er forsynet med arm, der danner en drejningsmoment-afstøtning, hvilken arm ved opnåelse af en forudbestemt linekraft, der ligger under den nominelle last, betjener en omskifter eller en ventil, der tvunget øger spillets drivmoment til den største linekraft. 20 5. kran ifølge krav 4, KENDETEGNET ved, at omskifteren eller ventilen betjenes af armen ved opnåelse af hejselinens forspændingskraft.
8. 6. Kran ifølge krav 1-5, KENDETEGNET ved, at skridkoblingen består 25 af en lamel kobling.
9. 7. Kran ifølge krav 6, KENDETEGNET ved, at lamel kobl i ngen er belastet af stempler forspændte med fjedre, hvilke stempler kan påvirkes af hydraulikvæske til reduktion af friktionsmomentet. 30 35