吸力錨的增固裝置、吸力錨及增固裝置的安裝方法與流程
2023-05-03 22:02:32 2
本發明涉及機械技術領域，特別涉及一種吸力錨的增固裝置、吸力錨及增固裝置的安裝方法。
背景技術：
吸力錨是一種廣泛運用於各種海洋工程領域的錨固形式，用於為船舶提供系泊力。目前在工程實際中應用最多的吸力錨是一種頂端封閉的筒型結構，錨筒側壁材料一般為鋼材，頂蓋一般為鋼材或鋼筋混凝土材料，錨筒頂蓋留有抽水孔以連接抽水管路。
現有技術中安裝吸力錨，首先將其豎直放置於海床上，在自重與壓載的作用下沉貫入海床至一定深度，然後封閉排水口，在錨筒內部形成足夠的密封環境；通過潛水泵持續向外抽水以降低錨筒內部的壓力，當內、外壓差所產生的下貫力超過海床土體對錨筒的阻力時，吸力錨繼續向下沉貫；隨著持續不斷的抽水，吸力錨保持沉貫，直至錨筒內頂蓋與海床泥面相接觸為止；最後，卸去潛水泵，錨筒內外壓差逐漸消散，內部壓力恢復至周圍環境壓力，吸力錨安裝結束。吸力錨通過海水壓力以及筒體與泥土的摩擦力提供錨固的張緊力。但吸力錨僅靠海水壓力與筒體摩擦力所提供的錨固力依然有限，容易發生吸力錨脫落的情況。
技術實現要素：
本發明提供一種吸力錨的增固裝置、吸力錨及增固裝置的安裝方法，解決了現有技術中吸力錨僅靠海水壓力與筒體摩擦力所提供的錨固力依然有限，容易發生吸力錨脫落的技術問題，達到了實現吸力錨連接可靠、不易脫落的技術效果。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種吸力錨的增固裝置，所述吸力錨包括錨筒；所述增固裝置包括：基部，所述基部可拆卸地固定於所述錨筒上，所述基部上開設有凹口；腹板，所述腹板與所述基部可轉動地固定連接；所述腹板上具有一凸伸部，所述腹板沿著遠離所述基部的方向旋轉張開時所述凸伸部抵靠在所述基部上；所述腹板張開的角度小於或等於90度；第一限位器，所述第一限位器固定在所述錨筒上，所述第一限位器的端部大小與所述凹口的大小相適配，所述第一限位器可插設在所述凹口中。
優選的，所述腹板與所述基部通過轉動副連接。
優選的，所述腹板上開設有第一通孔，所述基部開設有第二通孔；所述增固裝置包括第一插銷，所述第一插銷穿過所述第一通孔和所述第二通孔，並與所述第一通孔和所述第二通孔之間間隙配合。
優選的，所述第一限位器包括第二插銷和固定件，所述第二插銷固定在所述固定件中，並與所述固定件構成移動副，所述固定件固定設置在所述錨筒上。
優選的，所述第一限位器包括第二插銷和直線往復執行元件，所述直線往復執行元件與所述第二插銷固定連接。
基於同樣的發明構思，本申請還提供一種吸力錨，所述吸力錨包括如上所述的增固裝置；所述吸力錨包括錨筒、活塞、錨爪及彈性裝置；
所述錨爪與所述活塞鉸接；所述錨爪包括第一錨爪和第二錨爪，所述第一錨爪的一端與所述活塞鉸接；所述第二錨爪的一端與所述筒體鉸接；所述活塞設置在所述錨筒的內部；所述彈性裝置沿著所述活塞的運行方向設置在所述活塞和所述錨筒之間。
優選的，所述活塞包括一空心圓柱體，所述空心圓柱體的底面的中心位置具有凸起，所述凸起呈空心圓柱結構，所述空心圓柱體的內徑等於所述凸起的內徑，所述空心圓柱體的外徑大於所述凸起的外徑。
優選的，所述彈性裝置具體為彈簧。
優選的，所述安裝方法包括：
採用第一限位器伸長至所述凹口，鎖緊所述吸力錨；
將所述增固裝置隨所述吸力錨沉入海底泥層中；
將所述吸力錨向內排水，以進行提拔一定距離；
腹板在提拔方向上阻力的作用下自動張開，當凸伸部抵靠在所述基部上時停止張開。
優選的，所述安裝方法還包括：
當所述增固裝置為釋放狀態時，吸力錨向內排水，以使所述吸力錨和增固裝置脫離。
本申請有益效果如下：
本發明提供的一種吸力錨的增固裝置、吸力錨及增固裝置的安裝方法，所述增固裝置通過所述腹板與所述基部可轉動地固定連接；所述腹板沿著遠離所述基的方向旋轉張開時所述凸伸部抵靠在所述基部上；所述腹板張開的角度小於或等於90度，以使在所述增固裝置進入海底時提供對所述吸力錨更大的限制力；解決了現有技術中吸力錨僅靠海水壓力與筒體摩擦力所提供的錨固力依然有限，容易發生吸力錨脫落的技術問題，達到了實現吸力錨連接可靠、不易脫落的技術效果。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例；
圖1為本申請一較佳實施方式吸力錨的增固裝置的結構示意圖；
圖2為圖1中吸力錨的的增固裝置的側視圖；
圖3為圖1中基部的局部示意圖；
圖4為圖1中腹板的局部示意圖；
圖5為圖4中腹板的側視圖；
圖6為圖1中第一限位器一實施例的局部示意圖；
圖7為圖1中第一限位器又一實施例的局部示意圖；
圖8為本申請又一較佳實施方式吸力錨的結構示意圖；
圖9為本申請一較佳實施方式圖1中所述增固裝置的安裝方法的流程圖；
1-基部，2-腹板，21-第一通孔，3-第一限位器，31-第二插銷，32-固定件，4-錨筒，5-活塞，6-彈性裝置，7-錨爪。
具體實施方式
本申請實施例通過一種吸力錨的增固裝置、吸力錨及增固裝置的安裝方法，解決了現有技術中吸力錨僅靠海水壓力與筒體摩擦力所提供的錨固力依然有限，容易發生吸力錨脫落的技術問題，達到了實現吸力錨連接可靠、不易脫落的技術效果。
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的一種吸力錨的增固裝置、吸力錨及增固裝置的安裝方法，其具體實施方式、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。在下述說明書中，不同的「一實施例」或「實施例」指出的不一定是同一實施例。此外，一或三個實施例中的特定特徵、結構、或特點可由任何合適形式組合。
本文中術語「和/或」，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關係，表示可以存在三種關係，例如，a和/或b，具體的理解為：可以同時包含有a與b，可以單獨存在a，也可以單獨存在b，能夠具有上述三種任一種情況。
實施例一
參見附圖1，本申請提供一種吸力錨的增固裝置，所述吸力錨包括錨筒4，請參閱圖1和圖2，所述增固裝置包括基部1、腹板2及第一限位器3。
請參閱圖3，所述基部1用於固定和支撐其他部件，所述基部1與所述錨筒4可拆卸地固定連接。所述基部1上開設有凹口；所述第一限位器3固定在所述錨筒4上，所述第一限位器3的端部大小與所述凹口的大小相適配，所述第一限位器3可插設在所述凹口中。通過所述第一限位器3插入所述凹口中，限制所述基部1在垂直方向上的位移。
第一種實施方式(1a關於第一限位器3)
請參閱圖6，所述第一限位器3包括第二插銷31和固定件32，所述第二插銷31固定在所述固定件32中，並與所述固定件32構成移動副，所述固定件32固定設置在所述錨筒4上。所述第二插銷31沿著所述固定件32滑動，來實現所述第二插銷31的伸長或收縮，同時可以保證所述第二插銷31的滑動軌道。
第二種實施方式(1b關於第一限位器3)
所述第一限位器3包括第二插銷31和直線往復執行元件，所述直線往復執行元件與所述第二插銷31固定連接。通過直線往復執行元件驅動所述第二插銷31的伸長或縮短。所述直線往復執行元件可以為液壓缸，所述第二插銷31與所述液壓缸的活塞杆連接，隨著活塞杆的伸長或縮短而實現直線運動。
第三種實施方式(1c關於第一限位器3)
前述的第一種實施方式和第二種實施方式能限制所述增固裝置在垂直方向上的位移。請參閱圖7，本實施方式將提供用於限制所述增固裝置在與所述垂直方向垂直的水平方向上的位移，以限制所述基部1在水平方向上的自由度。
所述第一限位器3包括第二插銷31和控制機構，所述第二插銷31包括第一段和與所述第一段連接的第二段，所述第一段與所述第二段的夾角為直角或鈍角，即所述第一段與所述第二段的夾角大於或等於90度；所述第二段與所述控制機構連接，所述控制機構帶動所述第二插銷31在垂直方向上上下移動。
所述控制結構可以為四桿機構，例如直動滑杆機構，所述直動滑杆機構的導杆與所述第二插銷31固定連接，所述直動滑杆機構中原動件驅動旋轉，對所述導杆施加向下的作用力時，帶動所述第二插銷31向下運動卡設所述凹口中。所述凹口包括豎直段和與所述豎直段連接的進口段，所述進口段的大小大於所述第二插銷31的大小，便於所述第二插銷31進入所述凹口；所述豎直段的直徑大於所述第一段的直徑，便於所述第一段插入所述豎直段中。
安裝時，所述第一段的長度方向與垂直方向的夾角小於或等於30度。優選的，所述第一段的長度方向與垂直方向平行。
上述三種實施方式僅僅是舉例說明，所述第一限位器3的實施方式不限於上述三種，所述第一限位器3也可以通過凸輪機構驅動所述第二插銷31做直線往復運動。
所述第一限位器3的數量為至少兩個，所述凹口的數量與所述第一限位器3的數量和位置相適配；且至少兩個第一限位器3均勻分布在所述基部1的垂直方向上，防止所述第一限位器3進入海底時受到海水向上的阻力而容易脫落。優選的，同時採用第三種實施方式和第一種/第二種實施方式進行限位時，同時對所述基部1的水平和垂直方向進行限位，提高所述增固裝置進入海底時穩固性防止脫落。
請參閱圖4和圖5，所述腹板2用於在所述增固裝置進入海底時提供對所述吸力錨更大的限制力。所述腹板2與所述基部1可轉動地固定連接；所述腹板2上具有一凸伸部，所述腹板2沿著遠離所述基部1的方向旋轉張開時所述凸伸部抵靠在所述基部1上；所述腹板2張開的角度小於或等於90度。下面將針對所述腹板2的具體實施方式進行具體說明。
實施方式2a
所述腹板2與所述基部1通過轉動副連接。具體的，所述腹板2與所述基部1通過鉸鏈連接。所述腹板2包括第一面和與所述第一面連接的第二面，所述腹板2收緊時，所述第一面與所述錨筒4相對設置；所述腹板2張開時，所述第一面逐漸朝著遠離所述錨筒4的方向運動。所述腹板2上具有一凸伸部，所述凸伸部設置在所述第二面上。所述凸伸部在所述第二面上的位置和所述凸伸部的伸長長度由需要所述腹板2張開的最大角度決定。
所述凸伸部抵靠在所述基部1上的接觸面積s，由於f＝p×s，所以所述面積s根據實際受力情況而定。
實施方式2b
所述腹板2與所述基部1可拆卸地固定連接。所述腹板2上開設有第一通孔21，所述基部1開設有第二通孔；所述增固裝置包括第一插銷，所述第一插銷穿過所述第一通孔21和所述第二通孔，並與所述第一通孔21和所述第二通孔之間間隙配合，方便通過拆除所述第一插銷快速拆除所述增固裝置。所述腹板2的其他結構與所述實施方式2a中相同，在此不再詳述。
實施方式2c
所述凸伸部也可以不設置在所述腹板2上，所述凸伸部設置在所述基部1上。所述基部1上還包括與所述第一面相對的第三面；所述第三面被所述腹板2與所述基部連接的所述鉸鏈/第二通孔分割成相對面和接觸面；所述腹板2張開時，所述第一面與遠離所述相對面，並靠近所述接觸面。所述凸伸部設置在所述接觸面上。所述凸伸部在所述接觸面上的位置和所述凸伸部的伸長長度由需要所述腹板2張開的最大角度決定。
上述實施方式僅僅是舉例說明，所述腹板2的結構並不限於上述結構。
所述基部1中的相對面的第一端位於遠離所述腹板2與所述基部1連接的所述鉸鏈/第二通孔的位置，所述相對面的第二端為靠近所述腹板2與所述基部1連接的所述鉸鏈/第二通孔的位置。所述相對面的第二端向所述相對面的第一端逐漸向外延伸，或所述相對面的第一端至所述相對面的第二端呈下降楔形結構，使所述相對面與所述腹板2的夾角之間的空間更大，所述腹板2張開與垂直運動方向具有一小於或等於90度的夾角來增大拉拔阻力。進一步的，所述腹板2插入錨筒4外側的泥土中，可以提供額外的錨固力，傳遞給吸力錨的錨固力也因此更大。
實施例二
基於同樣的發明構思，本申請還提供一種吸力錨，所述吸力錨包括上述增固裝置，由於所述增固裝置的結構與實施例一中的結構相同，因此，在此不再詳述。
請參閱圖8，所述吸力錨還包括錨筒4、活塞5、錨爪7及彈性裝置6；
所述錨爪7與所述活塞5鉸接；所述錨爪7包括第一錨爪和第二錨爪，所述第一錨爪的一端與所述活塞5鉸接；所述第二錨爪的一端與所述筒體4鉸接；所述活塞5設置在所述錨筒4的內部；所述彈性裝置6沿著所述活塞5的運行方向設置在所述活塞5和所述錨筒4之間，用於提供所述吸力錨軸向運動的力。當所述吸力錨向上運動時，會受到一個向下的壓力，而所述彈性裝置6為所述活塞5提供一個向上的力。所述第一錨爪、第二錨爪及活塞5形成曲柄滑塊機構，活塞5下移時，所述第一錨爪和所述第二錨爪張開。所述活塞5包括一空心圓柱體，所述空心圓柱體的底面的中心位置具有凸起，所述凸起呈空心圓柱結構，所述空心圓柱體的內徑等於所述凸起的內徑，所述空心圓柱體的外徑大於所述凸起的外徑。所述彈性裝置6具體為彈簧。
實施例三
基於同樣的發明構思，本申請還提供一種實施例一中增固裝置的安裝方法，請參閱圖9，所述安裝方法包括：
步驟s310，第一限位器伸長至所述凹口，鎖緊所述吸力錨；
所述步驟s310中，所述第一限位器伸長至所述凹口中採用第一種/第二種實施方式以對所述增固裝置的垂直方向的自由度進行約束。
步驟s320，將所述增固裝置隨所述吸力錨沉入海底泥層中；
步驟s330，將所述吸力錨向內排水，以進行提拔一定距離；
步驟s340，腹板在提拔方向上阻力的作用下自動張開，當凸伸部抵靠在所述基部上時停止張開。
所述安裝方法還包括：
步驟s350，將所述腹板插入錨筒4外側的泥土中。
步驟s360，當所述增固裝置需要釋放時，所述第一限位器的插銷縮短
所述安裝方法還包括：
當所述增固裝置為釋放狀態時，吸力錨向內排水，以使所述吸力錨和增固裝置脫離。
本申請有益效果如下：
本發明提供的一種吸力錨的增固裝置、吸力錨及增固裝置的安裝方法，所述增固裝置通過所述腹板與所述基部可轉動地固定連接；所述腹板沿著遠離所述基的方向旋轉張開時所述凸伸部抵靠在所述基部上；所述腹板張開的角度小於或等於90度，以使在所述增固裝置進入海底時提供對所述吸力錨更大的限制力；解決了現有技術中吸力錨僅靠海水壓力與筒體摩擦力所提供的錨固力依然有限，容易發生吸力錨脫落的技術問題，達到了實現吸力錨連接可靠、不易脫落的技術效果。
最後所應說明的是，以上具體實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照實例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。