一種半圓卡箍卡具及其應用的製作方法

2023-10-08 20:40:19

本發明涉及緊固器材技術領域，具體涉及一種半圓卡箍卡具及其應用。

背景技術：

隨著國家海洋開發戰略的不斷深入，對特定海域的海洋和氣象信息數據提出了更多需求。海洋資料浮標是現階段我國近海海洋環境監測較為成熟的方式之一，其通過搭載各類觀測儀器設備，能夠對附近海域的氣象水文要素進行長期連續觀測。海上環境條件惡劣，各類觀測傳感器在海洋資料浮標上的使用壽命相在陸地上要短很多，也就意味，海洋資料浮標儀器設備的現場維修維護周期更短。海洋資料浮標通過錨系錨泊在特定海域，其在外部波浪、風和海流的作用下會發生六個自由度的運動。浮標的運動，特別是浮標的搖擺運動對於海上在位浮標現場設備更換作業會產生較大影響，主要體現在以下兩個方面：

1.為滿足氣象觀測的要求，絕大多數的氣象傳感器安裝在距離海面十米高的頂部氣象平臺上，而該位置的搖晃最為顯著，作業人員身體的不適感最為強烈；

2.浮標探測/觀測傳感器在頂部氣象平臺的安裝大多採取專用卡具抱杆安裝或者是螺栓連接方式。傳感器的更換作業需要進行傳感器的拆除和再安裝，而大部分傳感器的安裝卡具和緊固螺栓尺寸較小、空間有限，作業較為精細、繁瑣和耗時。

在實際海上維修時，現場作業人員首先要全力保證自己人身安全，同時又要克服浮標搖晃帶來的身體上的眩暈不適，藉助扳手、螺絲刀等工具完成相對較為精細和繁瑣的傳感器拆卸與再安裝任務。這對現場維護人員是較大的考驗，在陸地上幾分鐘的工作，在海上可能就需要花上一個甚至幾個小時，並且作業質量不能有效保證。因此，有效簡化浮標儀器設備更換流程、縮短現場更換作業時間，對於減輕現場作業人員身體不適感、提高設備更換作業效率及作業質量具有重要的意義。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提出的一種半圓卡箍卡具，以提高傳感器更換效率和質量、減輕作業人員的不適感。

本發明採用以下述技術方案予以實現：

一種半圓卡箍卡具，包括支撐板、設置在支撐板上的固定卡箍、固定在支撐板上的豎向支撐肋板、安裝在豎向支撐肋板上的卡箍轉動軸、可繞卡箍轉動軸轉動的動卡箍、設置在動卡箍軸向邊緣的螺杆轉動軸、安裝在螺杆轉動軸上的軸套、設置在軸套上的緊固螺杆和蝶形自鎖螺絲，所述緊固螺杆可以和軸套一起沿螺杆轉動軸轉動並軸向移動，所述支撐板兩端設置有與緊固螺杆位置相對應的L形螺杆緊固槽。動卡箍和固定卡箍均為半圓形。所述的固定卡箍和動卡箍均有兩個，即第一固定卡箍、第二固定卡箍、第一動卡箍、第二動卡箍，支撐肋板、卡箍轉動軸均有兩個。卡具是對稱結構。第一固定卡箍和第二固定卡箍的半徑相同。固定卡箍和動卡箍內設置有防滑裝置。支撐板的長度大於固定卡箍直徑的1.5倍，半圓卡箍卡具兩端卡箍的中心線保持有足夠距離，以確保傳感器兩個安裝杆之間有一定的間距，防止傳感器之間的相互幹擾。

優選地，卡具的材料是不鏽鋼。

優選地，防滑裝置為橡膠或者海綿。

一種半圓卡箍卡具應用於更換設備。

一種應用半圓卡箍卡具更換傳感器的海洋資料浮標，包括卡具、浮標支架、傳感器安裝杆、傳感器安裝板和傳感器。通過在陸地上預先將需更換的傳感器安裝在可移動安裝支架上，並與半圓卡箍卡具一端的卡箍完成緊固連接，在海上維護時將卡具另一端卡箍與浮標頂部平臺上傳感器的安裝杆緊固，實現新傳感器的海上現場安裝。

與現有技術相比，本發明裝置在海上浮標現場進行傳感器更換時，不需要進行故障傳感器的拆除和新傳感器在原安裝支架的再安裝等繁瑣作業；作為新傳感器可移動安裝支架與故障傳感器固定安裝支架的連接過渡結構，半圓卡箍卡具的開啟和閉合操作簡單，能夠實現與傳感器安裝杆的快速緊固連接，可移動的傳感器安裝支架的安裝和拆卸靈活簡便，方便傳感器的後續維護更換。本發明裝置可有效減少海上浮標現場傳感器更換的工作量，提高工作效率及作業質量，減少作業人員的不適感。

附圖說明

圖1：半圓卡箍卡具結構圖(一)；

圖2：半圓卡箍卡具結構圖(二)；

圖3：傳感器與安裝支架的連接示意圖；

圖4：半圓卡箍卡具與可移動傳感器安裝杆的連接示意圖；

圖5：傳感器與浮標固定安裝杆的安裝示意圖；

圖6：半圓卡箍卡具在浮標上的應用示意圖。

其中：1.第一動卡箍；2.第一固定卡箍；3.卡箍轉動軸；4.螺杆轉動軸；5.軸套；6.緊固螺杆；7.蝶形自鎖螺絲；8.支撐板；9.豎向支撐肋板；10.L型螺杆緊固孔；11.傳感器安裝杆；12.傳感器安裝板；13.安裝孔；14.安裝螺母；15.安裝螺杆；16.方位傳感器；17.第二固定卡箍；18.第二動卡箍；19浮標支架。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明一種半圓卡箍卡具及其應用進行詳細的描述。

半圓卡箍卡具包括支撐板8、設置在支撐板8上的固定卡箍2和17、固定在支撐板8上的豎向支撐肋板9、安裝在豎向支撐肋板9上的卡箍轉動軸3、可繞卡箍轉動軸3轉動的動卡箍1和18、設置在動卡箍1和18軸向邊緣的螺杆轉動軸4、安裝在螺杆轉動軸4上的軸套5、設置在軸套5上的緊固螺杆6和蝶形自鎖螺絲7，緊固螺杆6可以和軸套5一起沿螺杆轉動軸4轉動並軸向移動，支撐板8兩端設置有與緊固螺杆6位置相對應的L形螺杆緊固槽10。第一固定卡箍2、第二固定卡箍17、第一動卡箍1、第二動卡箍18均為半圓形，支撐肋板9、卡箍轉動軸3均有兩個。卡具是對稱結構。第一固定卡箍2和第二固定卡箍17的半徑相同。第一固定卡箍2、第二固定卡箍17、第一動卡箍1、第二動卡箍18內設置有防滑裝置。

如圖1-6所示，本實施例中所述的海洋資料浮標主要指的是10m直徑的大型海洋資料浮標，該類型浮標頂部平臺的傳感器安裝支架底部均為杆狀結構。應用半圓卡箍卡具更換傳感器的海洋資料浮標，包括卡具、浮標支架19、傳感器安裝杆11、傳感器安裝板12和傳感器16。傳感器安裝支架與浮標上的傳感器安裝支架結構形式相同，下部均為杆狀結構。半圓卡箍安裝卡具通過第一固定卡箍2、第一動卡箍1和第二固定卡箍17、第二動卡箍18，分別與傳感器的安裝杆固定，完成裝有新傳感器的安裝支架杆與裝有故障傳感器的固定支架杆的緊固連接。半圓卡箍卡具為對稱結構，包括第一動卡箍1和第二動卡箍18，與動卡箍1配合的固定卡箍2，卡箍1的轉動軸3，動卡箍外側用來支撐卡箍連接螺杆6的螺杆轉動軸4，螺杆另一端為圓柱形軸套5，套在螺杆轉動軸4上，可繞轉動軸軸4轉動及沿轉動軸4上下滑動，以實現卡箍緊固螺杆6與固定半圓卡箍2上的L型螺杆緊固孔6配合，特殊設計的L型螺杆緊固孔10的豎向孔能夠限制配合後螺杆6的橫向移動，提高緊固的安全性，蝶形自緊螺絲7通過螺紋始終旋擰在卡箍緊固螺杆6一端，當卡箍緊固螺杆6移動至L型螺杆緊固孔10中的指定位置後，通過擰緊蝶形自緊螺絲7即可實現卡箍閉緊操作，緊固螺杆6的自緊功能能夠防止蝶形螺絲的鬆動，保證連接的安全性。通過在陸地上完成可移動傳感器安裝支架與半圓卡箍卡具的緊固連接，在海上維護時僅需將另一端的半圓卡箍與浮標上固定安裝杆連接緊固，即可實現新傳感器的更換。第一固定卡箍2和第二固定卡箍17的中心線保持有足夠距離，以確保傳感器兩個安裝杆之間有一定的間距，防止傳感器之間的相互幹擾。半圓卡箍安裝卡具為不鏽鋼材質，傳感器可移動安裝支架的材質與浮標上傳感器安裝支架的材質相同。

以方位傳感器16的更換為例。方位傳感器16的安裝支架由安裝杆11和位於安裝杆頂部的安裝板12組成，安裝板12開有兩個安裝孔13。方位傳感器16通過螺栓15和螺母14實現安裝固定。傳感器16在可移動安裝支架和浮標固定安裝支架的安裝緊固方式是相同的。

本發明在進行海洋資料浮標傳感器快速更換的實施步驟如下：

在陸地上完成可移動傳感器支架與半圓卡箍安裝卡具安裝連接。擰松蝶形螺絲7，將緊固螺杆6沿著L型螺孔10向上移動至螺孔頂端，繞銷軸螺杆轉動軸4向外側旋轉緊固螺杆6，將兩個緊固螺杆6與第一固定卡箍2相分離，繞卡箍轉動軸3旋轉第一動卡箍1，完成活動半圓頭卡箍的開啟；半圓卡箍卡具在使用時將L型螺杆緊固孔10的豎向孔朝下，順應螺杆的重力作用。將已經安裝固定方位傳感器16的安裝支架的安裝杆11插入第一動卡箍1與第一固定卡箍2之間，確定好安裝的合適位置後，閉緊第一動卡箍：沿螺杆轉動軸4向上滑動緊固螺杆6後，將緊固螺杆6繞螺杆轉動軸4旋轉進入第二固定卡箍2的L型螺杆緊固孔10的水平螺孔末端後，沿軸螺杆轉動軸4將緊固螺杆6向下滑動至L型螺杆緊固孔10的豎向螺孔內，然後擰緊蝶形自鎖螺絲7，實現半第一固定卡箍2和第一動卡箍1的安全緊固。

在陸地上完成半圓卡箍卡具與待更換傳感器的可移動安裝支架的連接後，將其帶到海上浮標作業現場，按照上述操作流程，將半圓卡箍卡具與故障傳感器安裝杆緊固連接，即實現了不拆卸故障傳感器的新傳感器的快速安裝。若需要再次更換傳感器時，僅需將可移動傳感器安裝杆一端的卡箍進行開啟和閉緊作業即可，方便快捷。該發明能夠實現故障傳感器的快速更換，有效減輕現場作業人員的不適感。

本發明適用於方位傳感器以及浮標上部觀測平臺上的所有安裝支架的下部為杆結構的傳感器的快速更換，在具體實施操作中，不同的僅是傳感器的可移動安裝支架結構形式。

以上所述僅是本發明的基本原理，並非對本發明作任何限制，凡是依據本發明對其進行等同變化和修飾，均在本專利技術保護方案的範疇之內。