本發(fā)明涉及海上起重機。特別地，本發(fā)明涉及用于海上起重機的防傾覆系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、海上起重機是眾所周知的，并且通常安裝在浮動結(jié)構(gòu)上，例如安裝在船舶或駁船或自升式平臺上。海上起重機可用于各種用途，諸如用于在海上位置進行重型起重操作，例如安裝和停用重型結(jié)構(gòu)，如風(fēng)力渦輪機、風(fēng)力渦輪基礎(chǔ)設(shè)施、平臺、平臺頂面等。

2、海上起重機通常包括可樞轉(zhuǎn)地安裝到支撐結(jié)構(gòu)的吊臂。在吊臂頂端，可以吊起載荷。起重機設(shè)計人員了解各種故障模式，并且會考慮這些故障模式來設(shè)計和建造海上起重機。其中一種這樣的故障可以稱為吊臂傾覆。由一個或另一個力或力的突然缺失引起的或由災(zāi)害(例如載荷損失、或變幅或吊裝線纜故障、船舶運動、吊鉤故障)引起的吊臂的擺動運動將使吊臂傾覆，即吊臂向后傾斜越過豎直方向。這將導(dǎo)致吊臂和/或吊臂附近或后面的結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上損壞或整體損失。已知有各種結(jié)構(gòu)來限制吊臂的位置和/或限定吊臂的終點位置。最常用的結(jié)構(gòu)是吊臂止動件：通常是安裝在a形框架或類似結(jié)構(gòu)上的液壓缸，其在橫向于吊臂縱向的方向上接合吊臂。當(dāng)?shù)醣鄣竭_終點位置時，吊臂止動件接合止動表面。然而，這種吊臂止動件的功效是有限的，并且將不會防止吊臂傾覆或不會防止吊臂的結(jié)構(gòu)性損壞。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供用于海上起重機的防傾覆系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明的目的是提供可高效地和/或有效地限制或防止吊臂傾覆的防傾覆系統(tǒng)。

2、為此，本發(fā)明提供了一種防傾覆系統(tǒng)，包括吊臂安裝部件和支撐安裝部件。吊臂安裝部件和支撐安裝部件中的一者包括具有至少一個縱向延伸弦桿的框架，吊臂安裝部件和支撐安裝部件中的另一者包括朝向延伸位置偏置的偏置元件。吊臂安裝部件可以包括具有至少一個縱向延伸弦桿的框架，其中至少一根弦桿到吊臂的距離在框架基部附近更大而在框架頂端附近更小。然后，所述至少一個縱向延伸弦桿可以包括與所述吊臂的縱向主軸的角度，其中所述角度可以在1度至30度的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在5度至25度的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選地在10度至20度的范圍內(nèi)，例如大約15度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種角度可以在吊臂上產(chǎn)生橫向和縱向防傾覆作用的特別有利的組合，其中橫向分量可以與更直接地抵消不利擺動運動相關(guān)聯(lián)，而縱向分量可以與吊臂沿其縱向軸線的加載相關(guān)聯(lián)。在不希望受理論約束的情況下，相信這樣的角度由此可以有利地將與吊臂擺動相關(guān)的動量的至少一部分轉(zhuǎn)換為吊臂沿其縱向軸線的載荷。

3、框架可以實施為桁架或非桁架，例如箱形框架或包括板和/或桁架的框架。這樣，在側(cè)面視角中，具有至少一根弦桿的框架可以相對于吊臂呈三角形，其中弦桿朝向吊臂傾斜地延伸。框架的框架基座可以位于吊臂的底端(吊臂基部)。至少一根弦桿和吊臂之間的距離在吊臂基部處可以大于遠離吊臂基部處的距離，其中弦桿朝向吊臂。框架的至少一根弦桿至少在弦桿的底端和/或在弦桿的頂端可以通過支撐件或桁架連接到吊臂。框架的至少一根弦桿可以直接連接到吊臂，或者可以通過支架連接到吊臂。在后一種情況下，所述至少一根弦桿可以被認(rèn)為是浮動的，或者可以被認(rèn)為是僅由支架支撐在吊臂上。優(yōu)選地，包括至少一根弦桿的框架安裝到吊臂，并且永久地連接到吊臂，在正常操作期間也是如此。框架的桁架或支架可以連接到吊臂的桁架或支架，和/或可以連接到吊臂的弦桿。在已知的設(shè)計中，吊臂包括這樣的桁架、支架和/或弦桿，甚至可以主要由這樣的桁架、支架和/或弦桿組成。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，吊臂可以被設(shè)計成部分地具有這種元件或完全沒有這種元件，例如包括一個或多個梁、板等。在框架的長度上，可以設(shè)置多個桁架或支架，其可以在吊臂的各種縱向和/或徑向位置處連接到吊臂。這樣，在吊臂安裝部件連接到吊臂的吊臂長度上，在一方面吊臂安裝部件的框架的桁架和另一方面吊臂的桁架或弦桿之間的連接在軸向(即，吊臂的縱向)和/或徑向(即，橫向于軸向)上設(shè)置在多個不同位置處。這種在不同位置的多個和/或不同的連接可以在發(fā)生災(zāi)難的情況下將載荷有益地從防傾覆系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到吊臂。實施為框架的吊臂安裝部件通常可以通過焊接和/或螺栓連接到吊臂，但也可以考慮鉸接連接。

4、吊臂安裝部件和支撐安裝部件中的一者可以鉸接地安裝到其相關(guān)聯(lián)的安裝基座，以允許當(dāng)?shù)醣郯惭b部件和支撐安裝部件接合時跟隨吊臂的運動。而且，吊臂安裝部件和支撐安裝部件中的一者是可壓縮元件，優(yōu)選地朝向延伸位置偏置，以允許在吊臂安裝部件和支撐安裝部件接合時跟隨吊臂的運動和/或在發(fā)生災(zāi)難的情況下吸收能量。

5、吊臂在吊臂基部處樞轉(zhuǎn)地連接到支撐結(jié)構(gòu)或基座結(jié)構(gòu)。這種支撐結(jié)構(gòu)或基座結(jié)構(gòu)可以是例如回轉(zhuǎn)平臺。防傾覆系統(tǒng)的支撐安裝部件安裝到這種支撐結(jié)構(gòu)。支撐安裝部件可以包括朝向延伸位置偏置的偏置元件。偏置元件通?？梢允强蓧嚎s元件，因為它可以在接觸和/或受負(fù)荷時被壓縮。偏置元件例如可以是液壓缸，或氣動缸，或基于彈簧的系統(tǒng)。偏置元件可以在其下端樞轉(zhuǎn)地安裝到支撐結(jié)構(gòu)，并且可以在其外側(cè)自由端構(gòu)造成與吊臂安裝部件的框架接合。然后框架的至少一根弦桿的底端優(yōu)選地被構(gòu)造成，當(dāng)?shù)醣巯鄬τ谒骄€的角度變得太大，即大于安全閾值時與偏置元件的外端接合，安全閾值可以預(yù)定。吊臂相對于水平面的角度通常稱為吊臂角度。設(shè)想框架和偏置元件之間的接合在大約60度的吊臂角度處或大約60度的吊臂角度處，優(yōu)選在大約40度至大約70度之間的吊臂角度處。當(dāng)?shù)醣劢嵌茸兏髸r，框架克服偏置力壓縮偏置元件。在臂角變大、特別是迅速變大的非預(yù)期擺動運動的情況下，偏置元件可以吸收運動(例如擺動運動)的能量，而例如傾覆力矩的力可以經(jīng)由框架傳遞到吊臂的弦桿。這樣，力可以被引導(dǎo)到力不放大吊臂的擺動運動的方向，而是被引導(dǎo)到吊臂的弦桿，該弦桿被設(shè)計成接收這種高載荷。因此，防傾覆系統(tǒng)可以有效地防止吊臂的傾覆，并且還可以防止由于擺動運動而損壞吊臂。此外，通過提供桁架，可以提供相對較輕的結(jié)構(gòu)，其能夠在吊臂的潛在傾覆的情況下有效地將載荷引導(dǎo)到吊臂的弦桿，從而限制或防止故障。

6、有利地，吊臂安裝部件和/或支撐安裝部件設(shè)置有當(dāng)?shù)醣劢嵌瘸^預(yù)定角度時彼此接合的接合元件。

7、可以提供與吊臂安裝部件的框架接合的多個偏置元件。例如，可以考慮兩個偏置元件共用一個共同的接合元件，因此可以認(rèn)為它們并聯(lián)地定位?？商娲?，偏置元件可以串聯(lián)定位。而且，多個偏置元件的串聯(lián)和并聯(lián)配置的組合是可能的。

8、此外，可以理解，作為偏置元件的可壓縮元件還可以包括阻尼元件，例如氣體緩沖器或褶皺區(qū)。

9、可替代地，支撐安裝部件可以是諸如框架的固定元件，并且吊臂安裝部件可以是諸如偏置元件的可壓縮元件。此外，當(dāng)?shù)醣劢嵌瘸^特定閾值時，發(fā)生接合，并且吊臂安裝部件被壓縮，同時載荷可以被引導(dǎo)到支撐件和/或吊臂。

10、可替代地和/或附加地，在發(fā)生災(zāi)難的情況下，當(dāng)?shù)醣坶_始加速時，偏置元件可以被鎖定以使吊臂的進一步運動停止，從而防止吊臂的進一步加速?？梢栽谕耆煺刮恢煤屯耆珘嚎s位置之間的任何位置(包括完全伸展位置和完全壓縮位置)進行偏置元件的鎖定。例如當(dāng)偏置元件中的壓力增加得太快時，可以被動地獲得偏置元件的鎖定?？梢詸C械地、液壓機械地或液壓地進行鎖定，或通過其它手段(例如以保持偏置元件，或封閉流體的流出)進行鎖定。然后，在該延伸位置，偏置元件可以被鎖定，即，偏置元件的該延伸位置被凍結(jié)并且偏置元件在該位置被阻擋。在鎖定位置中，偏置元件的在偏置元件的完全伸出位置和完全壓縮位置之間可相對于彼此延伸的部分可以被阻止相對于彼此移動?？梢栽诘醣郯惭b部件和支撐安裝部件接合使得偏置元件中的壓力可能積聚時，進行偏置元件的鎖定。如果偏置元件上的壓力變得太大，例如大于預(yù)定閾值，則偏置元件可以被鎖定；當(dāng)壓力可能變得更低或可能下降到預(yù)定閾值以下時，可以釋放鎖定，使得偏置元件可以保持與吊臂安裝支撐件接合。用于鎖定和釋放的這種閾值可以是相同的，但優(yōu)選地是不同的，以防止鎖定和釋放之間過快切換。換句話說，因此可以提供關(guān)于鎖定和釋放的滯后效應(yīng)。

11、在正常起重機操作期間，當(dāng)?shù)醣劢嵌茸兊么笥陬A(yù)定的吊臂角度時，支撐安裝部件和吊臂安裝部件接合。在正常起重機操作期間，當(dāng)支撐安裝部件和吊臂安裝部件接合時，支撐安裝部件和吊臂安裝部件隨吊臂的運動一起運動。在正常操作中，支撐安裝部件和接合的吊臂安裝部件隨吊臂一起運動是平穩(wěn)的。然后，在正常操作中，支撐安裝部件的偏置元件被壓縮和/或延伸，以跟隨吊臂運動。在正常操作中，防傾覆系統(tǒng)不會或幾乎不會將任何附加載荷引入和/或轉(zhuǎn)移到吊臂。然而，在發(fā)生災(zāi)難的情況下，吊臂頂端可能加速，當(dāng)?shù)醣劢嵌瘸^預(yù)定的吊臂角度時，如果在吊臂安裝部件和支撐安裝部件還未接合的情況下，吊臂安裝部件和支撐安裝部件之間發(fā)生接合。此外，接合的吊臂安裝部件和支撐安裝部件一起運動，同時加速的吊臂頂端的額外能量可以被偏置元件吸收和/或偏置元件可以被鎖定。由此，可以將載荷引入吊臂的縱向方向和/或支撐結(jié)構(gòu)中。吊臂能夠通過弦桿處理大載荷。這樣，可以有效地防止吊臂傾覆，而不會對吊臂和/或其環(huán)境造成損壞，或造成有限的損壞。

12、由于偏置元件朝向其延伸位置偏置，所以當(dāng)?shù)醣郯惭b部件和支撐安裝部件接合時，可有助于保持變幅系統(tǒng)的變幅線纜上的張力，但可能無法防止線纜松弛。

13、在任何情況下，當(dāng)?shù)醣劢嵌仍诖蠹s60度時，至少一根弦桿的底端和與其相關(guān)聯(lián)的偏置元件接合時，偏置元件可以跟隨吊臂的傾斜。在正常操作中，可以達到大約83度的吊臂角度。然后偏置元件可以處于完全縮回位置，換句話說，偏置元件然后可以被完全壓縮。當(dāng)降低吊臂時，偏置元件也可以跟隨吊臂的運動，并且當(dāng)?shù)醣劢嵌茸兊眯∮诩s60度時，偏置元件和框架可以脫離接合，并且偏置元件再次處于其延伸位置。

14、通常，可以將a形框架安裝到支撐結(jié)構(gòu)，例如以引導(dǎo)起重機的變幅系統(tǒng)和/或吊裝系統(tǒng)。這種a形框架通常具有與支撐結(jié)構(gòu)連接的四個連接件，其布置成彼此相隔一段距離的兩對連接件。當(dāng)?shù)醣墼谙露司哂袃蓚€吊臂腿時，吊臂基座連接件可以集成到a形框架的一對這樣的連接件，或者吊臂基座可以具有獨立于a形框架連接件的其自己的支撐連接件。在后一個示例中，吊臂基座連接通常安裝在a形框架連接的外部。此外，當(dāng)?shù)醣凼蔷哂袉蝹€吊臂腿的單個吊臂時，與支撐結(jié)構(gòu)的吊臂基部連接可以與a形框架或類似框架結(jié)構(gòu)連接分開。有利地，偏置元件也安裝在a形框架的側(cè)邊的支撐結(jié)構(gòu)上。

15、防傾覆系統(tǒng)的吊臂安裝部件在吊臂的上側(cè)安裝到吊臂，該上側(cè)也可以稱為吊臂的后側(cè)，即吊臂的與由吊臂起吊的負(fù)載通常定位的這側(cè)相反的一側(cè)。在側(cè)面視角中，可以看出，吊臂具有安裝在吊臂的這種上側(cè)上的附加三角形框架，特別是靠近吊臂基部。當(dāng)然，框架可以是具有更多棱柱形狀的三維結(jié)構(gòu)，其在框架基部和吊臂基部處具有更大的底部，而在框架的至少一根弦桿與或幾乎與吊臂的弦桿相交處具有更小的頂端。當(dāng)?shù)醣鄣南露藰?gòu)造為兩個吊臂腿時，每個吊臂腿可設(shè)置有吊臂安裝部件的這種框架。然后，還布置兩個偏置元件。對于吊臂安裝部件的框架的每個弦桿，設(shè)想了支撐安裝部件的相關(guān)聯(lián)的偏置元件。例如，當(dāng)一個吊臂腿上的框架具有兩個縱向延伸的弦桿(桁架連接到吊臂)時，可以存在兩個弦桿下端，其被構(gòu)造成與兩個對應(yīng)的偏置元件接合?？商娲兀瑑蓚€弦桿下端可以接合以形成具有對應(yīng)偏置元件的一個接合元件。

16、在靜止位置，偏置元件還沒有接合，偏置元件優(yōu)選地被定位成使得當(dāng)?shù)醣劢嵌冗_到大約50，優(yōu)選地大約60度時，偏置元件可以與吊臂上的框架最佳地接合。因此，在靜止位置，偏置元件相對于支撐平臺具有一角度，使得能夠以(或大約)50度至(或大約)70度、優(yōu)選地約60度的吊臂角度與框架接合。為了將偏置元件保持在靜止位置，可以提供支撐臂，該支撐臂將偏置元件保持在靜止位置，并且當(dāng)偏置元件從框架脫離時還收納偏置元件。支撐臂可以是u形的，以限制偏置元件的過大的側(cè)向運動。事實上，偏置元件優(yōu)選鉸接地安裝到支撐結(jié)構(gòu)，因此偏置元件的過大的側(cè)向運動可能導(dǎo)致鉸鏈連接失效，這可以通過支撐臂，特別是通過支撐臂的u形(例如u形托架)來防止。有利地，在靜止位置，偏置元件也朝其延伸位置偏置。當(dāng)接合時，偏置元件可以被壓縮和/或延伸以跟隨吊臂的運動。此外，偏置元件的角度位置可以不同于靜止位置，以便能夠跟隨吊臂的運動。

17、本發(fā)明還涉及一種海上起重機，其具有可樞轉(zhuǎn)地安裝到支撐結(jié)構(gòu)的吊臂，其中所述起重機設(shè)置有這種防傾覆系統(tǒng)?；诘醣鄣牟考惭b到吊臂，并且基于支撐的部件安裝到支撐結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地可樞轉(zhuǎn)地安裝到支撐結(jié)構(gòu)。

18、在一個示例中，如本文其他地方所提及的，安裝到吊臂下端的框架的至少一根弦桿相對于吊臂的縱向方向具有約8度至30度的角度，優(yōu)選約10度至20度的角度，優(yōu)選約15度的角度。框架可以安裝到吊臂的下部10％至50％，例如安裝到吊臂的下部10％至40％，優(yōu)選安裝到吊臂長度的下部12％至35％。吊臂安裝部件的至少一個縱向框架弦桿的上端可延伸達到吊臂長度的約20％至40％，優(yōu)選可延伸達到約25％。

19、更一般地，有利地，吊臂安裝部件安裝在吊臂的下端，優(yōu)選地安裝在吊臂弦桿的下部10％至50％上。如上文所述，吊臂安裝部件可以是框架，或者可以是可壓縮元件，例如偏置元件。