NO893352L - Kran med overbelastningsfoeler. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører kraner og nærmere bestemt kraner anordnet med organer for å detektere overbelastning i kranen.

Den last en kran kan løfte er en funksjon av kranens tårn-eller utiiggerradius fra kranens sentrale svingeakse, som i sin tur for en gitt utiiggerlengde er avhengig av utliggervinkelen i forhold til horisontalen. Av driftsmessige sikkerhetsårsaker er den praktisk tillate last ved en gitt radius mindre enn den maksimale belastning kranen kunne tolerere ved denne radius under ideelle forhold før den blir ødelagt eller skadet.

Det har vært foreslått å overvåke driftsforholdene til en kran for å bestemme når overbelastningstilstander oppstår og for å gi et varsel på slike tilstander og/eller avlaste den for store last som løftes.

Vanligvis overvåkes strammingen eller strekket i den lasthåndterende line eller heiselinen, f.eks. med en lastcelle, og utliggervinkelen i forhold til horisontalen måles ved bruk av et inklinometer eller krengningsmåler. Denne informasjon blir deretter behandlet elektronisk for å bestemme om belastningen som løftes ved en bestemt utligger-radius er innenfor tillatte sikkerhetsgrenser.

Det skal således forstås at en slik metode krever bruk av vesentlig instrumentering og påfølgende beregning for hver bestemt utliggervinkel, der den resulterende avlesning er avhengig av nøyaktigheten i målingene foretatt av lastcellen og inklinometere såvel som behandlingen av denne informasjon. Svikt i slikt utstyr kan forekomme, og selv om slike svikt alltid gir grunn til fare for kranoperatørene, kan de bli svært kritiske i anvendelser slik som på offshoreplattformer hvor alvorlig overbelastning kunne medføre at kranen velter i sjøen med den potensielle følge for skade eller tap av liv for kranoperatørene.

Det ville være ønskelig å tilveiebringe en kran med last-avføleride organer mindre utsatt for de forannevnte problemer og særlig som ikke er avhengig av å frembringe adskilte overbelastningsavlesinger for hver utliggervinkel.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en kran innbefattende en bærekonstruksjon, en utligger og en vinsj montert på nevnte konstruksjon, en line som forløper fra vinsjen over første blokkskiveinnretninger montert på utliggeren, hvor linen avslutter i lastkontaktende innretninger, og lastfølende organer som gjør respons til belastningen i linen,karakterisert vedandre skiveinnretninger montert på konstruksjonen, hvor linen forløper fra vinsjen over den andre skiveinnretning og deretter over den første skiveinnretning, idet det lastfølende organ reagerer mellom den andre skiveinnretning og konstruksjonen og er slik anordnet at for den maksimale sikkerhetsbelastning ved en gitt operasjonsradius for utliggeren, erfarer det lastfølende organ en hovedsakelig konstant forutbestemt belastning på denne.

Således skal det forstås at, med et slikt arrangement, er en enkelt forutbestemt tilstand av det lastfølende organ svarende til overbelastning av kranen uten hensyn til utliggerens hellingsvinkel, hvorved det derfor ikke er nødvendig å måle utliggerens helning, heller ikke å beregne mange avlesninger, for å bestemme overbelastningstilstandene, men kun å overvåke en kraft utledet fra det lastfølende organ.

I en utførelse av oppfinnelsen utgjør det lastfølende organ en lastcelle.

Fortrinnsvis innbefatter det lastfølende organ videre ettergivende innretninger som reagerer mellom den andre skiveinnretning og lastcellen, og en bryter som samvirker med den ettergivende innretning på en slik måte at, når en last i overkant av den forutbestemte last påføres den elastiske innretning aktiviseres bryteren.

I en alternativ utførelse av oppfinnelsen innbefatter den andre skiveinnretning en lineakkumulator, hvor arrangementet er slik at når en last over den forutbestemte last påføres det lastfølende organ, gir den andre skiveinnretning ut line på en måte slik at den reduserer belastningen.

Fordelaktig innbefatter den andre skiveinnretning i den alternative utførelsen et avlangt element, hvilke ene ende er svingbart montert til kranens bærekonstruksjon og på dens andre frie ende er det montert en eller flere skivehjul, det lastfølende organ innbefatter ettergivende innretninger som reagerer mellom kranens bærekonstruksjon og det avlange element, der arrangementet er slik at når en last over en forutbestemt belastning påføres den ettergivende innretning svinges det avlange element omkring sin ene ende for å gi ut line på en måte som reduserer lasten.

Kun som eksempler vil utførelser av oppfinnelsen nå bli beskrevet 1 nærmere detalj med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 er et skjematisk sideriss av en kran ifølge

oppfinnelsen, og

Fig. 2 og 3 er enkle vektordiagrammer som viser kraften som virker på den andre skiveinnretning av kranen ifølge fig. 1 ved den maksimale og minimale driftsradius for utliggeren respektivt.

Det vises til fig. 1 i tegningene der en kran av sokkeltypen benyttet på offshoreplattformer er indikert generelt med 10 og innbefatter en bærekonstruksjon bestående av en sokkel 12 montert på plattformen (ikke vist), en basis 14 montert på sokkelen 12 med en svingemekanisme (ikke vist) og en overkonstruksjon 16 Innbefattende en hytte eller kabin for kranoperatørene.

En ende av en utligger 18 er svingbart montert til basisen 14 og den andre, frienden, til utliggeren 18 bærer et første blokkskivesystem 20. En heisevinsj 22 og en lasthåndterende vinsj 24 er også montert på basisen 14, der den ene ende av heiselinen 26 er festet til heisevinsjen 22, hvilken line 26 er tredd eller ført mellom skivesystemet 20 og en skive 28 montert på overkonstruksjonen 16. Den andre ende av linen 26 er f.eks. forankret ved 30 på overkonstruksjonen 16 hvorved drift av vinsjen 22 bevirker utliggeren 18 til å heve seg.

Kranen innbefatter videre et andre skivesystem indikert generelt ved 32 og som innbefatter et avlangt element 34, hvilken ene ende er svingbart montert til basisen 14 ved 36 og den andre frie ende av denne bærer en skive 38.

Elementet 34 er forankret til en lastcelle 40 montert på overkonstruksjonen 16 gjennom en spiralfjær 42 som virker mellom et punkt på elementet 34 inntil dens friende og lastcellen 40, en mikrobryter 44 er tilknyttet fjæren 42 som vil bli forklart i nærmere detalj nedenfor.

En ende av en lasthåndteringsline 46 er festet til vinsjen 24 og er tredd gjennom det andre skivesystem 32 og deretter gjennom det første skivesystem 20, hvor linen avslutter i sin andre ende i en lastholdende innretning slik som en krok 48. Det skal bemerkes at skivesystemet 20 kan være ethvert egnet arrangement, og f.eks. kan skiven eller skivene gjennom hvilke linen 46 er tredd ikke nødvendigvis være koaksiell med skivene gjennom hvilken linen 26 er ført.

Som nevnt ovenfor er den maksimale last som kranen kan håndtere avhengig av utliggerens 18 vinkel i forhold til horisontalen. F.eks. kan kranen, med utliggeren 18 hoved sakelig vertikal, være istand til å håndtere en maksimal last på 30 tonn i kroken 48, mens med utliggeren hovedsakelig horisontal kan denne last reduseres til omkring 10 tonn.

For enhver gitt last, settes et strekk opp i linen 46 og dette utøves på skivesystemet 32 ved skiven 38.

Dimensjonene og utformingen av skivesystemet 32, dvs. plasseringen av svingepunktet 36 og av cellen 40 og fjæren 42 - velges slik at, uansett vinkelen til utliggeren 18 med horisontalen, er resultantkraften på skivesystemet 32 og derfor på lastcellen 40 for en maksimum sikkerhetslast på kranen hovedsakelig konstant.

Mer spesielt, og under henvisning til fig. 2 som vises kun som et eksempel, vil den maksimale last som kan løftes av utliggeren 18 ved en forholdsvis skrå vinkel av utliggeren, indikert med linjene 46P og 46W, er retningene for linen 46 til skivesystemet 20 og vinsjen 24 respektivt 10 tonn. Resultanten av disse krefter i linene 46P og 46W er indikert med vektoren R og teller en kraft på 15 tonn som virker ved lastcellen 40.

Likeledes, og under henvisning til fig. 3, kan den maksimale last som løftes med utliggeren 18 hovedsakelig vertikalt, være 30 tonn som indikert med linene 46P' og 46W. Beskaffen-heten av skivesystemet 32 er slik at resultantkraften, indikert med vektoren R', er igjen 15 tonn som virker ved lastcellen 40.

Denne situasjon foreligger for alle maksimallaster mellom disse to ytterposisjoner for utliggeren 18, idet resultantkraften på lastcellen 40 alltid er hovedsakelig 15 tonn.

Således skal det forstås at for den maksimale sikkerhetsbelastning på kranen ved en gitt operasjonsradius på utliggeren 18, utøves en hovedsakelig konstant forutbestemt kraft på lastcellen 40 gjennom fjæren 42 som virker mellom denne celle og elementet 34 av skivesystemet 32.

Kranoperatøren kan derfor enkelt utlese fra lastcellen den utgang om eller ikke lastcellen som løftes ved en bestemt radius - dvs. utliggerhøyde, overskrider den tillatte sikkerhetsbelastning. Dersom den tillatte sikkerhetsbelastning overskrides forlenger elementet 38 fjæren 42 tilstrekkelig til at mikrobryteren 44 aktiviseres til å utløse en tilknyttet hørbar og/eller synlig alarm eller til å deaktiv-isere vinsjen 24.

Et slikt arrangement benytter strammingen i linen 46 for å frembringe et moduleringssignal som mates til lastcellen 40 for å sikre at, uansett utliggervinkelen og uten nødvendig-heten av beregning, detekteres overbelastningen. Mekanismen for selve kranen benyttes således til å regulere belastningen i skivesystemet 32.

I en modifikasjon av den beskrevne utførelsen kan skivesystemet 32 funksjonere som et 1ineakkumulerende system. I et slikt tilfelle forankres det avlange element 34 til over-konstruks j onen 16 gjennom en fjær slik som 42 som kan eller trenger ikke reagere mot en lastcelle 40, hvor belastningen på fjæren 42 igjen er hovedsakelig konstant for den maksimale sikkerhetsbelastning som kranen kan løfte ved en gitt operasjonsradius på utliggeren 18.

Om, imidlertid, den maksimale kraft overskrides, f.eks. ved å forsøke å løfte en for stor last ved en gitt utiiggerradius, eller utilsiktet å huke skipets overkonstruksjon, så overvinnes fjæren 42 og skiven 32, sammen med det avlange element 34, svinger langs en buet bane 50 til stillingen vist med stiplede linjer ved 38' som derved hurtig gir ut line på en måte som reduserer kraften. Selv om linestørrelsen holdt i reserve av systemet 32 er begrenset, tjener utgivelsen av linereserven til å beskytte kranen 10 mot virkningene av den for store belastning for en kort periode som tillater styresystemet (som innbefatter overbelastningsfølere) eller operatørene til å gjøre respons og sørger for at vinsjen 24 gir ut line.

Modifikasjoner og variasjoner på de beskrevne og illustrerte arrangementer kan foretas uten å avvike fra oppfinnelsens ramme. F.eks. kan skiven 39 monteres på en glidemekanisme, mens elastisiteten i systemet 32 i dets lineakkumulerende utførelse kan tilveiebringes ved trykksatte pneumatiske, hydrauliske eller hydropneumatiske systemer.

Claims (9)

1. Kran innbefattende en bærekonstruksjon (12,14,16), en utligger (18) og en vinsj (24) montert på konstruksjonen, en line (46) som forløper fra vinsjen (24) over første skiveinnretninger (20) montert på utliggeren (18), hvilken line (46) avsluttet i en lastholdende innretning (48), og lastfølende organer (40,42) som gjør respons til belastningen i linen (46), karakterisert ved andre skiveinnretninger (32) montert på konstruksjonen (12,14,16), hvilken line (46) forløper fra vinsjen (24) over den andre skiveinnretning (32) og deretter over den første skiveinnretning (20), idet det lastfølende organ (40,42) reagerer mellom den andre skiveinnretning (32) og konstruksjonen (16) og er slik arrangert at, for den maksimale sikkerhetsbelastning ved en gitt operasjonsradius på utliggeren (18), erfarer de lastfølende organer (40,42) en hovedsakelig konstant forutbestemt belastning.

2. Kran ifølge krav 1, karakterisert ved at de lastfølende organer utgjør en lastcelle (40).

3. Kran ifølge krav 2, karakterisert ved at de lastfølende organer videre innbefatter ettergivnde innretninger (42) og en bryter (44) hvorved belastninger over den forutbestemte belastning bevirker tilstrekkelig bevegelse av den ettergivende innretning (42) til å medføre operering av bryteren (44 ).

4 . Kran ifølge krav 3, karakterisert ved at lastcellen (40) er montert i serie med den ettergivende innretning (42).

5. Kran ifølge krav 1, karakterisert ved at de lastfølende organer innbefatter ettergivende innretninger (42).

6. Kran ifølge et eller flere av kravene 3-5, karakterisert ved at ettergivende innretninger innbefatter en fjær (42).

7. Kran ifølge et eller flere av kravene 1-6, karakterisert ved at den andre skiveinnretning (32) innbefatter et avlangt element (34) der dens ene ende er svingbart montert (36) på konstruksjonen (14), og den andre, frienden, av denne bærer en skive (38).

8. Kran ifølge et eller flere av kravene 1-6, karakterisert ved at den andre skiveinnretning (32) innbefatter en glidemekanisme på hvilken en skive (38) er montert.

9. Kran ifølge et eller flere av kravene 3-8, karakterisert ved at den ettergivende innretning (42) overvinnes når kraften erfart av den andre skiveinnretning (32) overskrider den forutbestemte belastning for å tillate den andre skiveinnretning (32) å bevege seg på en måte som gir ut line.