POLARIS起重机缓冲器

POLARIS 是一款轻量型起重机缓冲器,用于应对水面以上作业中的冲击和过载,例如桩体在打桩锤作用下突然下冲,或负载从供应船甲板吊离时产生的冲击载荷。其少量气体和经 CFD 设计的阀门集成在一个液压缸内,无需外置蓄能器或针阀,因此即使在大载荷配置下,装置仍轻巧紧凑。在我们的 1,500 t 桩体下冲研究中,吊钩 DAF 从 2.28 降至 1.43。

SWL 75–4,000 t · 行程 1.0–8.0 m
按 DNV-ST-0378 设计并取得船级认证 · 挪威专利 NO 349575

无需外置蓄能器。无需针阀。

传统缓冲器将气弹簧设在大型外置蓄能器内,并通过针阀等独立节流装置控制流量。POLARIS 将少量气体置于单个液压缸内,并通过经 CFD 设计的阀门控制流量。对于同等工况,较少的部件使其更轻、更小、成本更低;在仿真中,其吸能效率通常高于 90 %。

  • 使用少量氮气预设,无需外置 HPU
  • 在静载作用下保持完全缩回,直至某一事件触发其动作
  • 通常不到一小时即可完成设置;事件发生后一小时内可再次使用,无需吊回甲板
经 CFD 设计的阀门 · 挪威专利 NO 349575
75–4,000 t
最大作用力
1.0–8.0 m
行程长度
>90 %
吸能效率,仿真结果
2.28 → 1.43
吊钩 DAF,1,500 t 桩体下冲
技术数据

配置以您的吊装工况为依据。

每台装置均按所需应对的事件配置:运动负载、到达速度、允许的峰值作用力和可用行程。

POLARIS 起重机缓冲器:液压缸、阀块和旋转叉,产品渲染图 SWL 75–4,000 t · 行程 1.0–8.0 m
图 01:POLARIS 起重机缓冲器
POLARIS 起重机缓冲器:技术规格。
额定能力与应用
最大作用力 (SWL)75–4,000 t标准档位:75 · 150 · 250 · 400 · 600 · 800 · 1,000 · 1,250 · 1,550 · 2,000 · 2,500 · 3,000 · 3,500 · 4,000 t
行程长度1.0–8.0 m标准档位:1.0 · 1.5 · 2.0 · 2.5 · 3.0 · 3.5 · 4.0 · 4.5 · 5.0 · 5.5 · 6.0 · 6.5 · 7.0 · 7.5 · 8.0 m
应用水面以上作业的过载防护:打桩锤等坠落物引起的载荷,以及负载从供应船甲板吊离时产生的冲击载荷
结构与能量吸收
结构单个液压缸 · 内置气弹簧 · 经 CFD 设计的阀门;无需外置蓄能器或针阀
效率仿真结果通常高于 90 %:行程内吸收的能量,除以峰值作用力与实际使用行程的乘积。我们的缓冲指南中的选型系数 η 仅计入超过静载的作用力,因此数值更低。
工作原理气弹簧将作用力提升至设定的预设值 · 阀门在负载减速直至停止期间控制作用力
设置、吊装连接与监测
设置与复位通常不到一小时即可完成设置;事件发生后一小时内可再次使用,无需吊回甲板
调节使用少量氮气预设 · 无需充放外置蓄能器 · 无需外置 HPU
吊装连接装置串接于吊钩下方,活塞杆端通过柔性吊索连接负载
监测按装置规格要求测量作用力、行程和压力,并记录数据
安全、验证与交付
安全活塞杆锁定及失效安全功能;按约定的 FAT 范围进行拉力试验
验证依据按 DNV-ST-0378 设计并取得船级认证
预算价格配置价格约从 USD 20,000 起
文件资料总布置图 · 数据表 · 计算书 · OrcaFlex 模型,可通过下方表单索取
由 CONSTELLATION 建模 · 研究 CS-2026-005

POLARIS 在桩体下冲工况中的作用

同一组 1,500 t 桩体及打桩锤以 5.0 m/s 的速度进行两次仿真,使用相同参数:一次采用刚性连接,另一次采用行程为 6.0 m 的 2,000 t POLARIS。

峰值吊钩载荷:桩体下冲研究 CS-2026-005
37.7 MN 刚性连接 23.6 MN POLARIS

采用同一组参数进行两次为时五秒的仿真:质量、刚度、阻尼、重力、初始状态和积分步长均相同。使用 POLARIS 时,18,000 kN 的阀门设定值控制减速停止过程;装置下方的载荷峰值约为 19.3 MN(DAF 1.31),吊钩全程保持受载。

37.7MN
刚性连接峰值:吊钩 DAF 2.28,为 24,517 kN 起重机 SWL 的 154 %。
23.6MN
POLARIS 峰值:吊钩 DAF 1.43,为起重机 SWL 的 96 %。静态吊钩载荷为 16,553 kN。
2刚性连接 0POLARIS
五秒减速停止期间发生的完全松弛事件。
4.98m
POLARIS 已使用行程:可用 6.0 m 的 83 %。

这是建模研究,并非经过认证的项目分析:每项吊装均须依据自身工况和准则进行核查。 阅读桩体下冲减速停止研究 →

工作原理

一个液压缸完成全部功能

01

气弹簧提升作用力

POLARIS 将液压缸与内置气弹簧结合。桩体下冲等坠落负载触发装置时,气弹簧使作用力逐步升高,直至达到阻尼预设值。

02

阀门控制作用力

经 CFD 设计的阀门在负载减速直至停止期间控制作用力,在行程内将事件产生的能量转化为热量。仿真中,其吸能效率通常高于 90 %。

03

为下一次事件做好准备

装置在静载作用下保持完全缩回,直到事件触发。设置通常不到一小时;事件发生后一小时内,无需吊回甲板即可再次使用。预设仅需少量氮气,无需外置 HPU。

额定能力高,自重低

一台行程为 6.0 m 的 2,000 t 装置,含活塞杆在内重约 28 t,因此缓冲器占用的起重机载荷表额定能力更少。

测试与安全依据

按配置对应的 DNV 和项目要求进行测试,并在约定的 FAT 范围内对装置及其吊点进行拉力试验。活塞杆锁定、压力监测和失效安全功能均依据项目安全要求验证。

集成式结构

对于同等工况,部件更少意味着材料用量更少、占用甲板空间更小,维护点也更少。

测量并记录

可在事件全过程中测量并记录作用力、行程和压力。活塞杆锁定与失效安全功能在搬运和运行期间保护装置。

常见问题

POLARIS 常见问题解答

POLARIS 用于哪些工况?
用于水面以上作业中的冲击和过载:桩体在打桩锤作用下突然下冲、负载从供应船甲板吊离时产生的冲击载荷,以及其他坠落物或突发载荷事件。是否适用于具体事件,取决于运动质量、到达速度、允许的峰值作用力和可用行程。
POLARIS 如何工作?
它由一个液压缸构成,缸内少量气体充当弹簧。事件触发装置时,气弹簧将作用力提升至设定的预设值,随后经 CFD 设计的阀门在负载减速直至停止期间,将作用力维持在该值附近。POLARIS 串接于吊钩下方,通过柔性吊索连接负载。详情请参阅我们的 起重机冲击缓冲指南.
与采用蓄能器的缓冲器相比,POLARIS 有哪些优势?
  • 所有部件均集成在一个液压缸内,无需外置蓄能器或针阀:对于同等工况,重量更轻、占用甲板空间更小、成本更低。
  • 经 CFD 设计的阀门使仿真中的典型吸能效率高于 90 %。
  • 设置通常不到一小时;事件发生后一小时内,无需吊回甲板即可再次使用。
  • 预设仅需少量氮气:无需充放外置蓄能器,也无需外置 HPU。
  • 装置在静载作用下保持完全缩回,直到事件触发。
什么时候应选择 POLARIS 以外的方案?
当作业位于水下,或负载需要跟随持续的波浪运动,而非针对单次事件进行防护时,应采用升沉补偿器。事件频繁发生、反复减速停止产生的热量或项目准则,也可能要求采用其他布置。
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POLARIS 起价约为 USD 20,000

交付周期和价格取决于额定能力、行程及船级认证要求。填写表单后,我们会根据您的工况提供图纸、数据表和报价。

  • 根据您的工况确定尺寸的总布置图
  • 数据表与计算书
  • 装置的 OrcaFlex 模型
  • 针对您的事件进行 CONSTELLATION 仿真,比较使用和未使用 POLARIS 的结果

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按 DNV-ST-0378 设计并取得船级认证

PDF、CAD、电子表格、ZIP或OrcaFlex,最多5个文件,总计15 MB。

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