具有导向件的卸载臂组件

摘要

一种用于装载和卸载产品的组件，包括平衡的装载和卸载臂，所述装载和卸载臂安装在第一位置并且具有通过其一端安装在基座上的罗盘式样管道系统，而且在所述罗盘式样管道系统的另一个端设置有适于将罗盘式样管道系统连接到安装在第二位置的联轴节装置上的连接系统，这个组件还包括：缆线，所述缆线一方面连接到与基座结合到一起并且适于将恒定张力施加到这个缆线上的装置上，另一方面所述缆线适合于连接到第二位置上，所述装载和卸载组件还包括能够与缆线协同操作的导向装置，以沿着由所述的缆线实现的轨道导向连接系统直到所述连接系统进入连接到所述联轴节装置上的连接位置。

权利要求

1.一种用于装载和卸载产品的组件，包括平衡的装载和卸载臂，所述装载和卸载臂安装在第一位置并且具有通过其一端安装在基座(4)上的罗盘式样管道系统，而且在所述罗盘式样管道系统的另一端设置有适于将罗盘式样管道系统连接到安装在第二位置的联轴节装置(6)上的连接系统(5)，其特征在于，所述组件还包括缆线(7)，所述缆线一方面连接到与基座(4)结合到一起并且适于将恒定张力施加到所述缆线(7)上的装置上，另一方面所述缆线适于连接到第二位置上；和导向装置，所述导向装置能够与缆线(7)协同，以沿着由所述的缆线(7)实现的轨道导向连接系统(5)直到所述连接系统(5)进入连接到所述联轴节装置(6)上的连接位置，并且所述导向装置包括驱动绞盘(9)，所述驱动绞盘与连接系统(5)结合到一起，并且当缆线拉紧在第一位置和第二位置之间的时候，适于在所述缆线(7)上提供连接系统(5)的所述导向，还适于通过缆线(7)上的摩擦力引起连接系统(5)沿着缆线(7)的移动。

2.根据权利要求1所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，所述缆线从所述连接系统的一端穿到另一端。

3.根据权利要求1所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，所述适于将恒定张力施加到所述缆线上的装置还包括用于所述缆线的紧急断开系统。

4.根据权利要求3所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，所述适于将恒定张力施加到所述缆线上的装置包括卷绕器，并且所述的紧急断开系统包括用于夹住所述缆线的设备，当缆线被解绕超过预定的最小数量的匝时，所述设备用于释放所述缆线。

5.根据权利要求1所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，它包括与连接系统结合到一起的对准导向件以及能够使缆线穿过并且能够与连接系统保持一定距离的环。

6.根据权利要求1所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，它包括能够指令所述连接系统相对于罗盘式样管道系统的角运动的旋转设备。

7.根据权利要求1所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，在缆线要连接到第二位置的部分上，所述缆线与适于与第二位置结合的锁定系统协同操作的装置装配到一起，并且所述装置允许所述缆线保持与所述第二位置的连接。

8.根据权利要求7所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，所述适于与第二位置结合的锁定系统协同操作的装置包括在所述缆线上卷曲的套管。

9.一种用于装载和卸载产品的组件，包括平衡的装载和卸载臂，所述装载和卸载臂安装在第一位置并且具有通过其一端安装在基座(4)上的罗盘式样管道系统，而且在所述罗盘式样管道系统的另一端设置有适于将罗盘式样管道系统连接到安装在第二位置的联轴节装置(6)上的连接系统(5)，其特征在于，所述组件还包括缆线(7)，所述缆线一方面连接到与基座(4)结合到一起并且适于将恒定张力施加到所述缆线(7)上的装置上，另一方面所述缆线适于连接到第二位置上；和导向装置，所述导向装置能够与缆线(7)协同，以沿着由所述的缆线(7)实现的轨道导向连接系统(5)直到所述连接系统(5)进入连接到所述联轴节装置(6)上的连接位置，并且所述导向装置包括用于将连接系统(5)连接到所述缆线(7)上的装置(21)，还包括安装在所述第一位置上卷绕所述缆线(7)的装置，当所述缆线通过用于将缆线返回到所述第一位置的返回滑轮连接到所述第二位置的时候，所述缆线(7)通过其另一端连接到卷绕所述缆线(7)的装置上。

10.如权利要求9所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，卷绕所述缆线(7)的装置包括结合到基座上的接近绞盘。

11.根据权利要求9所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，所述缆线从所述连接系统的一端穿到另一端。

12.根据权利要求9所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，所述适于将恒定张力施加到所述缆线上的装置还包括用于所述缆线的紧急断开系统。

13.根据权利要求12所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，所述适于将恒定张力施加到所述缆线上的装置包括卷绕器，并且所述的紧急断开系统包括用于夹住所述缆线的设备，当缆线被解绕超过预定的最小数量的匝时，所述设备用于释放所述缆线。

14.根据权利要求9所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，它包括与连接系统结合到一起的对准导向件以及能够使缆线穿过并且能够与连接系统保持一定距离的环。

15.根据权利要求9所述的装载和卸载产品的组件，其特征在于，它包括能够指令所述连接系统相对于罗盘式样管道系统的角运动的旋转设备。

16.一种包括根据权利要求1至15任意一项所述的组件的组合件，其特征在于，它还包括所述联轴节装置，所述联轴节装置适于与用于将所述联轴节装置固定到所述第二位置的固定装置装配到一起，所述联轴节装置适于与所述连接系统协同操作。

17.根据权利要求16所述的组合件，其特征在于，所述连接系统包括凹面平头圆锥元件，所述联轴节装置包括凸面平头圆锥元件，并且凹面平头圆锥元件和凸面平头圆锥元件适于彼此装配到一起以限定所述组件和所述联轴节装置的相对位置。

说明书

技术领域

本发明的主题是用于装载和卸载产品的铰接臂，该产品尤其为类似例如石油产品(液化天然气...)之类的流体产品。

背景技术

本发明尤其涉及配备了液压联轴节的平衡装载臂，其允许在并排停泊的两个船舶之间、在船舶和装卸台或者并排停泊的钻井浮船之间、或者也可以在安装了装载臂的码头以及沿着这个码头侧停泊的船舶之间实现传输。
这种装载臂是已知的，尤其从专利申请FR2813873中可以获知。该文献描述了辅助连接系统，该系统主要由恒定张力系统(绞盘、起重机、配重或者其他的)以及安装在装载臂的连接系统上的所谓的通用的绞盘组成。

发明内容

本发明的目的是消除船舶的歧管的端部与装载臂的联轴节装置之间的碰撞的危险。本发明的目的尤其是允许在艰难的气象条件下将装载臂与船舶连接/分离。
为此，本发明涉及一种用于装载和卸载产品的组件，包括平衡的装载和卸载臂，所述装载和卸载臂安装在第一位置并且具有通过其一端安装在基座上的罗盘式样管道系统，而且在所述罗盘式样管道系统的另一端设置有适于将罗盘式样管道系统连接到安装在第二位置的联轴节装置上的连接系统，其特征在于，所述组件还包括缆线，所述缆线一方面连接到与基座结合到一起并且适于将恒定张力施加到这个缆线上的装置上，另一方面所述缆线适于连接到第二位置上，所述装载和卸载组件还包括能够与缆线协同操作的导向装置，以沿着由所述的缆线实现的轨道导向连接系统直到所述连接系统进入连接到所述联轴节装置上的连接位置。
根据本发明的优选设备，最好合并有：
-导向装置包括驱动绞盘，所述驱动绞盘与连接系统结合到一起，并且当缆线拉紧在第一位置和第二位置之间的时候，适于在所述缆线上提供连接系统的所述导向，还适于通过摩擦力驱动连接系统沿着缆线移动。
-在缆线要连接到第二位置的部分上，所述缆线与适于与第二位置结合的锁定系统协同操作的装置装配到一起，并且所述装置允许所述缆线保持与所述第二位置的连接。
-所述的适于与锁定系统协同操作的装置包括在所述缆线上卷曲的套管。
-所述导向装置包括用于将连接系统连接到所述缆线上的装置，还包括卷绕所述缆线的装置，后者通过其一端连接到适于将恒定张力施加到这个缆线的装置上，并且当所述缆线通过返回滑轮连接到所述第二位置的时候，所述后者通过其另一端连接到所述卷绕装置上。
-所述的用于卷绕缆线的装置包括结合到基座上的接近绞盘。
-所述缆线从所述连接系统的一端穿到另一端。
-所述的适于将恒定张力施加到所述缆线上的装置还包括用于所述缆线的紧急断开系统。
-所述的适于将恒定张力施加到所述缆线上的装置包括卷绕器，并且所述的紧急断开系统包括用于夹住所述缆线的设备，当缆线被解绕超过预定的最小数量的匝时，所述设备用于释放所述缆线。
-它包括与连接系统结合到一起的对准导向件以及能够使缆线穿过并且能够与连接系统保持一定距离的环。
-它包括能够指令所述连接系统相对于罗盘式样管道系统的角运动的旋转设备。
本发明的又一主题包括一种组合，该组合它还包括与用于固定到所述第二位置的装置装配到一起的联轴节装置，这些联轴节装置适于与所述连接系统协同操作。
根据优选的特征，该连接系统包括凹面平头圆锥元件，所述联轴节装置包括凸面平头圆锥元件，并且凹面平头圆锥元件和凸面平头圆锥元件适于彼此装配到一起以限定所述组件和所述联轴节装置的相对位置。

附图说明

本发明的其他特征和优点将根据说明书显示出来，该说明书将通过参考附图的非限定性示例的方式说明给出的优选实施例，其中：
-图1至8说明了根据本发明的安装到码头上的装载和卸载组件与沿着该码头停泊的船舶连接的不同阶段；
-图9表示用于图1至8的设备的连接系统；
-图10为表示液压连轴节面对的图9的连接系统的正视图；
-图11为图9的连接系统的上部的正视图，示出了沿着图12的截面AA的连接系统的旋转系统；
-图12为沿着图11的截面BB的俯视图；
-图13和14表示位于船舶上的接收圆锥体还有用于穿过它的缆线的锁定系统，该锁定系统分别表示在锁定和解锁位置；
-图15表示图13和14的锁定手柄的并排的两个视图，这个手柄分别用侧面(如在图14中)和正面表示；
-图16为沿着图13的截面CC的锁定系统的放大视图；
-图17和18为用于缆线的对应于机械的和液压的可选择的锁定系统；
-图19为对应于图1至8的实施例的运动图表；
-图20为对应于本发明的另一个实施例的运动图表。

具体实施方式

所谓的“恒定张力”绞盘将允许缆线在船舶例如液体天然气运输船之间保持拉紧，并且装载/卸载臂贯穿通过包括接近、连接和断开船舶的歧管的阶段。这个缆线将允许经由驱动绞盘使得用于装载臂的连接系统接近船舶的歧管。
为了保证缆线中的恒定张力，该恒定张力绞盘根据在船舶和安装了装载臂的位置之间施加的运动卷上和松开。当该船舶接近该臂的时候，恒定张力绞盘卷上该缆线，并且当船舶离开该臂的时候，该恒定张力绞盘允许该缆线松开。特定的液压控制系统将恒定液压施加到绞盘发动机上。
该恒定张力绞盘安装在装载臂的基座的底部。
该导向滑轮用于在恒定张力绞盘和驱动绞盘之间定向缆线。它沿着旋转的三个轴都是可以定向的，因此无论缆线的接合方向和角度是什么都能够最好地对缆线导向。该导向滑轮位于基座的上端，在恒定张力绞盘的正上方。
该可定向的对准导向件固定在驱动绞盘上并且刚好位于驱动绞盘的后面。它沿着垂直于缆线的轴移动并且将它本身以一角度定位，例如从-30°至+30°的范围。它的主要功能就是在进入驱动绞盘之前正确的导向缆线并且在垂直面上定位该连接系统。这个伴随缆线的导向件允许避免太突然的垂直运动，还有允许连接系统的前后平衡。
所谓的“驱动”绞盘是一个由液压发动机操作的机械组件。该驱动绞盘装配在接近下面叙述的对准圆锥的连接系统上。该驱动绞盘位于联轴节的后面，并且相对于联轴节的轴偏心地移动。它的功能是允许该连接系统逐渐地跟随液体天然气运输船的移动，并且将装载臂引导至船舶的歧管。由于这个原因，驱动绞盘以恒定的张力卷绕和解开缆线。实际上缆线附着在驱动绞盘的卷线轴上，这就允许该臂接近并且移动离开歧管。在这个接近阶段，该臂为“空转轮”模式。为了驱动该臂，驱动绞盘必须克服缆线、臂的固有质量和其他的外部因素(风、冰等等)引起的力。这个液压绞盘由操作控制面板的操作员控制；该操作员决定是否通过驱动该驱动绞盘使该臂接近。
液压联轴节与称为“对准圆锥”的凹面圆锥连接到一起，缆线以恒定张力通过该凹面圆锥。该缆线从该对准圆锥的上游进入到驱动绞盘中并且在该圆锥的下游设置该缆线的端部，该缆线通过位于船舶上的系统锁定。这个对准圆锥的作用是精确的导向连接系统，尤其是联轴节。在称为“接收圆锥”的凸面圆锥接近的一端装配到凹面圆锥中，其中该凸面圆锥位于船舶的歧管旁边。因此装配允许该联轴节接近歧管，同时避免能够损害接点和联轴节本身的猛烈的碰撞。该对准圆锥也用于将联轴节与在船舶甲板上的凸缘对准；它沿着联轴节布置。除了圆锥之外，为了更好地准备两个元件之间的对准，可以使用用于连接系统的定向设备。这个定向设备能够包括用于使连接系统相对于铰接臂旋转的设备。
连接系统的整体在这里实际上独立于其它装备与旋转设备装配到一起，并且允许在联轴节和用于连接该臂的系统(圆锥、驱动绞盘、可定向导向件)的理想方向上定向。这个系统允许操作者在最后接近阶段期间对中联轴节和船舶的歧管。连接系统由装配有传动小齿轮的两个液压发动机和冠齿轮组成。这个定向系统安装在通常称为“中央转动(median rotation)”的连接系统的上部旋转层上。
等效系统可以为例如从起重机和连接杆开发出来的。
在可定向导向件的帮助下获得水平定向(船舶的平衡)，并且导向滚轮布置在凹面圆锥的后面。
以恒定张力拉紧的单根缆线因此能够作为在船舶的歧管和用于连接装载臂的系统之间的联接件和导向件。
在船舶上，导向组件正好沿着歧管安装。这个组件尤其由凹面接收圆锥和机械锁定系统组成，其中缆线穿过该凹面接收圆锥，并且该凹面接收圆锥在其端部上配备了套管，该机械锁定系统允许这个缆线在恒定张力的作用下保持在适当位置上。这个系统主要由装配到操作手柄上的可导引螺栓组成。该螺栓实际上为在其下端具有电缆能够通过的纵向圆形形状的零件。当该套管(卷边)具有比缆线的直径大的直径的时候，在已经插入导向管和已经降低螺栓之后，这就是“捕获”。当螺栓静止时，其在将缆线套管卷曲的位置上。由于该螺栓装配到返回系统，当操作者拉动系到套管端部的绳索的时候，套管作用于该螺栓，因此该套管一在它后面完全通过，它就封闭。
导向/锁定组件因此能够承受很强大的力。
在船舶的装载/卸载期间万一发生问题，连接组件就与紧急断开系统装配到一起。这个系统尤其由ERS(接近和分开的两个阀的组件)组成。由于这种控制是已知的，因此在这里就不再详细说明了。这个紧急断开系统也包括在该船舶和该臂之间具有异常间隙的情况下释放缆线的装置。这里该缆线释放系统安装在恒定张力绞盘上。该缆线被缠绕在恒定张力绞盘的卷线轴上，并且通过三个机械弹簧推进器(没有示出)将它的自由端保持啮合在机壳内。液压的三个辅助推进器也能够与机械推进器并联使用。
如果发生重大的缆线的松开的情况，那么三个液压推进器就能够解锁他们自己。在松开端，仅仅通过三个机械推进器保持缆线，该三个机械推进器能够在缆线产生的牵引力的帮助下释放该缆线。
连接辅助系统因此由允许装载臂通过摩擦力在以额定张力保持拉紧的单根缆线上移动的恒定张力绞盘和驱动绞盘组成。
为了连接装载/卸载臂，需要设想彼此独立的下面的步骤：
-解锁该臂，然后很小程度的打开罗盘以将该臂定位在中间位置；
-松开缆线；
-位于装载臂的一侧的操作者A将系到恒定张力缆线的套管上的绳索投掷给船舶上的操作者B；
-操作者B与松开缆线的操作者A同时拉该绳索，以便将该缆线牵引到船舶的甲板上；
-操作者B将绳索穿过凸面导向圆锥，然后牵引套管和缆线通过凸面导向圆锥；
-在位于对准圆锥和接收圆锥的延伸部分中的机械系统的帮助下锁定缆线的套管；
-启动恒定张力绞盘，从而预拉紧该缆线；
-打开内管和外管(罗盘)，从而将该臂放置在存储状态和连接状态之间的中间位置上；
-启动允许以额定张力拉紧缆线的功能。当启动该功能的时候装载臂变成空转轮模式。随着缆线系到船舶上并且穿过位于连接系统处的驱动绞盘，然后该臂自由地伴随船舶的移动；
-在最后接近的时候，恰好在圆锥彼此啮合之前，为了更好的将联轴节与船舶的歧管对准，可以使用该系统以旋转该连接系统；
-启动该驱动绞盘以将两个圆锥啮合并且允许联轴节与歧管对准；
-关闭歧管上的联轴节；
-在装载/卸载的整个阶段，在缆线中施加减小的恒定张力。
为了分离装载/卸载臂，可以设想出下面的彼此不关联的步骤：
-随着装载臂连接到船舶的歧管上并且减小的张力被施加到缆线上，将缆线拉紧到其额定张力；
-打开联轴节；
-启动驱动绞盘，以便从歧管上移开该臂，并且将该臂定位在连接状态和静止状态的中间位置上；
-预加应力给缆线至减小的恒定张力；
-将该臂移动到存储位置上；
-移除在缆线上的任何应力并且轻微的松开缆线；
-利用为了这个目的提供的手柄手动地从缆线释放套管；
-利用恒定张力绞盘松开缆线直到套管到达凹面圆锥；
-锁定该装载臂。
虽然该对准圆锥或者导向元件用于定向并且允许联轴节在没有撞击的情况下接近船舶的歧管，在上面描述的情况下，并没有相对于联轴节的轴和歧管的轴对准。该联轴节和歧管在一个方向上定向，然而辅助连接组件在另一个方向定向。该可定向导向件、驱动绞盘以及凸面和凹面导向圆锥都在同一个方向定向。可以开发出其他的情况，例如考虑平行于联轴节和歧管的轴的导向管或者平截头体。
本发明尤其可以考虑包括彼此相互独立地包括下面的元件：
-可以通过附着到拉紧的缆线上或者真正的通过包括与其座结合的接近绞盘和在船舶上的返回滑轮的设备推进的驱动绞盘将装载/卸载臂连接到船舶的歧管上；
-承受恒定张力的单根缆线允许装载臂被导向至船舶的歧管上；
-缆线的自由端可以与允许锁定系统将缆线保持在船舶上的卷曲的套管装配到一起；
-用于锁定缆线的系统可以布置在船的甲板上，正好与歧管并排；
-缆线穿过所有的导向和操作元件；
-根据本发明的系统包括用于施加恒定张力的系统(绞盘、起重机、配重)；
-用来施加恒定张力的系统、前述情况下的绞盘与紧急断开系统装配到一起；
-用于缆线的紧急断开的系统可以是机械的、液压的或者其他的；
-连接系统的垂直定向(船舶的平衡)尤其通过位于驱动绞盘的后面的可定向导向件建立；
-联轴节的轴向定向和歧管的轴向定向可归功于导向元件(圆锥或者管等等)和用来定向连接系统的机动系统。
图20示出了本发明的另一个实施例，根据该实施例，代替将缆线锁定在船舶上的是缆线穿过连接到船舶的返回滑轮，以便缆线的两个平行绞合线连接码头和船舶。由于另一个导向滑轮，将来自返回滑轮的缆线的端部通过结合到基座上的“接近”绞盘卷起。此外，连接系统以固定方式连接到缆线上，例如通过液压夹紧系统，然后连接系统沿着缆线的移动由接近绞盘控制。
用于在附图中示出的相应元件的附图标记表示为：
1.链接的装载和卸载臂
2.罗盘形式的管，待装载和卸载循环的产品在其中
3.同(2.)
4.基座
5.将罗盘式样的管道系统连接到联轴节装置上的系统
6.船舶的联轴节装置
7.缆线
8.恒定张力绞盘
9.驱动绞盘
10.接近绞盘
11.用于将缆线锁定在船舶上的系统
12.接收圆锥
13.对准圆锥
14.液压联轴节
15.歧管
16.可定向对准导向件
17.用于将连接系统相对于罗盘式样管道系统旋转的设备
18.恒定张力绞盘的导向滑轮
19.接近绞盘的导向滑轮
20.连接到船舶上的返回滑轮
21.缆线上的连接系统的连接点
22.配重
23.船舶
24.码头
25.旋转设备的液压发动机
26.与发动机25一体的传动小齿轮
27.与连接系统啮合的冠齿轮
28.安装在船舶上的导向组件
29.装配到缆线端部的套管
30.用于锁定套管29的可导引螺栓
31.用于操作该螺栓30的手柄
32.紧急断开系统
33.系到缆线的套管上的绳索