CN101327833A - 带高频微幅振动的动力埋入锚 - Google Patents

Abstract

一种船舶及海洋工程技术领域的带高频微幅振动的动力埋入锚。本发明包括锚盖、锚干、锚椎、吊耳、高频微幅振动装置、主鳍、锚链、电源以及电缆，锚盖设置在锚干的上部，锚椎设置在锚干的下部，吊耳设置在锚干外壁的壁面上，锚链连接吊耳，高频微幅振动装置设置在锚干的内部，主鳍由两到四片组成，均匀对称设置在锚干外壁的壁面上，电源通过电缆为高频微幅振动装置提供电力，电缆通过外盖连接电源和高频微幅振动装置。本发明在不同海底底质下都有良好的抓力与水中锚重比值，能迅速抓入海床，起锚时所需锚机拉力小。

Description

带高频微幅振动的动力埋入锚

技术领域

本发明涉及的是一种船舶及海洋工程技术领域，具体地说，是一种带高频微幅振动的动力埋入锚。

背景技术

在内河港口、海港建设和石油勘探开发过程中，由于海上风浪、水流较大，一些海上和岸边设备，如船舶、系船水鼓、浮码头、钻井平台等均需要锚固设施。锚固设施主要由锚体和锚链组成。锚体又称锚，是埋入于海底一定深度或置于海底之上的具有足够锚碇力的结构物；锚链是连接系缆装置和锚的纽带，它将系泊力由海面传至海底的锚体上。锚体分为重力锚和埋入锚。埋入锚包括自沉锚、梯形锚和火箭锚。该类锚一般不需铺设基床，但必须埋入海底一定深度。前两者的布设工序较为繁琐，早期锚固力较低，布设完毕后不能直接投入使用，近期锚着力较低，一般2～12个月后方能投入使用。锚体除火箭锚以外，均需在岸上预制，锚体一般重量较大(数十吨至百余吨)，布设极为不便，且施工工序多、工序长、费用高。

目前火箭锚是目前世界上一种较为先进的埋入式锚，是最简单和最快速的锚体布设方法之一。它利用喷气燃料产生的强大推力将锚体及其拖带的锚链(或钢缆)一起带入地层深处，依靠土壤对锚体的嵌固力提供系泊船只或浮体所需的锚碇力。它克服了上述各类锚体的缺点，不仅施工设备简单，布设迅速，而且近期锚着力高。

船锚的种类很多，常风的有：无杆锚、有杆锚和大抓力锚及特种锚四大类型，十多种锚。锚的种类虽多，但它们的用处是相同的，因海床底质差，出链长度不足，加上风浪大和流速急等原因，使得锚泊船所受力大干锚泊力，锚在海底被拖动、自转及至翻转出土，从而失去正常锚泊力，导致锚泊船走锚现象，危及船的安全。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利申请号公开号：86105227，专利名称为：火箭埋设锚，该专利包括：锚体、锚链，其特征在于锚体由一个或几个固体火箭发动机，锚鳍和锚锥组成。其主要不足之处在于：采用火箭作动力埋设，推动装置一次性使用，成本高；2)火箭埋设锚效果随水深增加而显著减小，水深较大时，火箭推力要求高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种带高频微幅振动的动力埋入锚，使其在不同海底底质下都有良好的抓力与水中锚重比值，能迅速抓入海床，起锚时所需锚机拉力小。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明的动力锚包括锚盖、锚干、锚椎、吊耳、高频微幅振动装置、主鳍、锚链、电源以及电缆，锚盖设置在锚干的上部，锚椎设置在锚干的下部，吊耳设置在锚干外壁的壁面上，锚链连接吊耳，高频微幅振动装置设置在锚干的内部，主鳍由两到四片组成，均匀对称设置在锚干外壁的壁面上，电源通过电缆为高频微幅振动装置提供电力，电缆通过外盖连接电源和高频微幅振动装置。

所述的锚盖用高强度的金属和防水材料制成，锚盖上开有容许电缆通过的小孔，但密水性好，能够防止水入侵到锚体内。

所述的锚干用高强度的金属材料制成，形状为圆柱或方柱空心体，制作材料抗拉和抗压强度高，防腐蚀。

所述的锚椎用高强度的金属材料制成，形状为圆椎柱或方椎柱体，制作材料抗拉和抗压强度高，防腐蚀。

所述高频微幅振动装置为内置式电机或者气动振动器，振动频率大于或等于1000次/分钟，振动幅度小于5mm。

所述的主鳍用高强度的金属材料制成，制作材料抗拉和抗压强度高，防腐蚀。

所述的锚链用抗拉强度高的金属或非金属材料制成，制作成一个个相互铰接的环所构成的链条，或柔性好的缆绳，制作材料防腐蚀。

所述的电源是给高频微幅振动装置提供电力，与高频微幅振动装置相匹配。

所述的电缆用抗拉强度高的导电性能好金属制成，导电性能好，防水性好。

对于一次性使用的动力锚，所述电源安装在锚体内，直接给高频微幅振动装置提供电力。

本发明当下锚时，用锚机或其它工具将由锚盖、锚干和锚椎组成的锚体抛至指定位置，松开锚链和电缆，同时启动电源，保持高频微幅振动机工作，锚体在高频微幅振动下使得锚体周围的床沙液化，锚利用自重和电机的振激力体将迅速埋入泥土内。锚体埋入床面下一定设计深度后，关闭高频微幅振动装置的电源，下锚完成。本发明下锚过程中保持高频微幅振动使锚体周围泥土迅速液化而减少泥土和锚之间的粘结力，达到容易钻入土层的目的。

本发明当起锚时，先打开高频微幅振动装置的电源，锚体周围泥土重新被迅速液化，泥土和锚之间的粘结力大大减小，不断收缩锚链和电缆，直到锚体拉出水面，立即关闭电源，继续收缩锚链和电缆，直到锚体收于锚舱或甲板，起锚结束。本发明起锚过程中保持高频微幅振动使锚体周围泥土迅速液化而减少泥土和锚之间的粘结力，达到减少起锚力的目的，当锚出泥土进入水体后，到达清洗锚上泥土的作用。

与现有技术相比，本发明由于利用高频微幅振动将板结的泥沙与水快速掺混液化，不但能够增加锚体埋入床下泥土内的速度，而且埋入深也增加，从而显著增加锚抓力与锚重比值，在同样锚力要求下，可以大大减少锚体的重量，从而加大船舶的装载能力；下锚的深度可以人为控制，不但可以提供大锚力，而且增大了使用范围，可以用于淤泥质和粉细沙组成的河床或海床；由于起锚时泥土被不断液化，与常规方法相比，收链提锚的拉力大大减小，从而减少起锚时的断链事故。本发明可用于各类一种埋入江、河、湖、海泥沙或珊瑚地层用于固定船舶及其它水上浮体的埋入锚、船锚，实施简单，成本低，功效高。

附图说明

图1为本发明结构示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：一种带高频微幅振动的动力埋入锚及其工作过程

如图1所示，该锚由锚盖1、锚干2、锚椎3、吊耳4、高频微幅振动电机5、主鳍6、锚链7、电源8以及电缆9组成，锚盖1设置在锚干2的上部，锚椎3设置在锚干2的下部，吊耳4设置在锚干2外壁的壁面上，锚链7连接吊耳4，高频微幅振动电机5设置在锚干2的内部，主鳍6由四片组成，均匀对称设置在锚干2外壁的壁面上，电源8通过电缆9为高频微幅振动电机5提供电力，电缆9通过外盖1连接电源8和高频微幅振动电机5。

锚盖1用高强度的钛合金钢和遇水膨胀橡胶材料制成，锚干2用高强度的钛合金钢材料制成圆柱空心体，锚椎3用钛合金钢材料制成圆椎柱，高频微幅振动电机5的振动频率为5000次/分钟，振动幅度2mm，功率2kw，主鳍6用钛合金钢材料制成，共四片，均匀对称设置在锚干2外壁的壁面上，锚链7用抗拉强度高的锚链钢制成一个个相互铰接的环所构成的链条，电源8是船上3相交流电，电缆9是用抗拉强度高的导电性能好金属制成的3相电缆。

当下锚时，用锚机或其它工具将由锚盖1、锚干2和锚椎3组成的锚体抛至指定位置，松开锚链7和电缆9，同时启动电源8，保持高频微幅振动机5工作，锚体在高频微幅振动下使得锚体周围的床沙液化，锚体利用自重和高频振动电机5的振激力体将迅速埋入泥土内。锚体埋入床面下1.5m深度后，关闭高频微幅振动电机5的电源8，下锚完成。

当起锚时，打开高频微幅振动电机5的电源8，锚体周围泥土重新被迅速液化，泥土和锚体之间的粘结力大大减小，不断收缩锚链，到锚体拉出水面，立即关闭电源8，继续收缩锚链7和电缆9，直到锚体收于锚舱或甲板，起锚结束。

实施效果：一种带安全高效的带动力的埋入锚。该种锚抓力大，更能稳固地抓住各种泥土，起锚时自动冲洗附着泥沙。

实施例2：一种带高频微幅振动的动力埋入锚及其工作过程

该锚由锚盖1、锚干2、锚椎3、吊耳4、高频微幅振动电机5、主鳍6、锚链7、电源8以及电缆9组成，锚盖1设置在锚干2的上部，锚椎3设置在锚干2的下部，吊耳4设置在锚干2外壁的壁面上，锚链7连接吊耳4，高频微幅振动电机5设置在锚干2的内部，主鳍6由三片组成，均匀对称设置在锚干2外壁的壁面上，电源8通过电缆9为高频微幅振动电机5提供电力，电缆9通过外盖1连接电源8和高频微幅振动电机5。

锚盖1用高强度的钛合金钢和遇水膨胀橡胶材料制成，锚干2用高强度的钛合金钢材料制成圆柱空心体，锚椎3用钛合金钢材料制成圆椎柱，高频微幅振动电机的振动频率为12000次/分钟，振动幅度5mm，功率5kw，主鳍6用钛合金钢材料制成，共三片，均匀对称设置在锚干2外壁的壁面上，锚链7用抗拉强度高的碳纤维复合材料制成，电源8是船上3相交流电，电缆9是用抗拉强度高的导电性能好金属制成的3相电缆。

当下锚时，用锚机或其它工具将由锚盖1、锚干2和锚椎3组成的锚体抛至指定位置，松开锚链7和电缆9，同时启动电源8，保持高频微幅振动机5工作，锚体在高频微幅振动下使得锚体周围的床沙液化，锚体利用自重和高频振动电机5的振激力体将迅速埋入泥土内。锚体埋入床面下2m深度后，关闭高频微幅振动电机5的电源8，下锚完成。

当起锚时，打开高频微幅振动电机5的电源8，锚体周围泥土重新被迅速液化，泥土和锚体之间的粘结力大大减小，不断收缩锚链，到锚体拉出水面，立即关闭电源8，继续收缩锚链7和电缆9，直到锚体收于锚舱或甲板，起锚结束。

实施效果：一种带安全高效的带动力的埋入锚。该种锚抓力大，更能稳固地抓住各种泥土，起锚时自动冲洗附着泥沙。

实施例3：一种带高频微幅振动的动力埋入锚及其工作过程

该锚由锚盖1、锚干2、锚椎3、吊耳4、高频微幅振动电机5、主鳍6、锚链7、电源8以及电缆9组成，锚盖1设置在锚干2的上部，锚椎3设置在锚干2的下部，吊耳4设置在锚干2外壁的壁面上，锚链7连接吊耳4，高频微幅振动电机5设置在锚干2的内部，主鳍6由两片组成，均匀对称设置在锚干2外壁的壁面上，电源8通过电缆9为高频微幅振动电机5提供电力，电缆9通过外盖1连接电源8和高频微幅振动电机5。

锚盖1用高强度的钛合金钢和遇水膨胀橡胶材料制成，锚干2用高强度的钛合金钢材料制成圆柱空心体，锚椎3用钛合金钢材料制成圆椎柱，高频微幅振动电机的振动频率为14400次/分钟，振动幅度3mm，功率6kw，主鳍6用钛合金钢材料制成，共两片，均匀对称设置在锚干2外壁的壁面上，锚链7用抗拉强度高的碳纤维复合材料制成，电源8是船上3相交流电，电缆9是用抗拉强度高的导电性能好金属制成的3相电缆。

当下锚时，用锚机或其它工具将由锚盖1、锚干2和锚椎3组成的锚体抛至指定位置，松开锚链7和电缆9，同时启动电源8，保持高频微幅振动机5工作，锚体在高频微幅振动下使得锚体周围的床沙液化，锚体利用自重和高频振动电机5的振激力体将迅速埋入泥土内。锚体埋入床面下2.5m深度后，关闭高频微幅振动电机5的电源8，下锚完成。

当起锚时，先打开高频微幅振动电机5的电源8，锚体周围泥土重新被迅速液化，泥土和锚体之间的粘结力大大减小，不断收缩锚链，直到锚体拉出水面，立即关闭电源8，继续收缩锚链7和电缆9，直到锚体收于锚舱或甲板，起锚结束。

实施效果：一种带安全高效的带动力的埋入锚。该种锚抓力大，更能稳固地抓住各种泥土，起锚时自动冲洗附着泥沙。

实施例4：一种一次性使用的带高频微幅振动的动力埋入锚及其工作过程

该锚由锚盖1、锚干2、锚椎3、吊耳4、高频微幅振动电机5、主鳍6、锚链7、电源8组成，锚盖1设置在锚干2的上部，锚椎3设置在锚干2的下部，吊耳4设置在锚干2外壁的壁面上，锚链7连接吊耳4，高频微幅振动电机5设置在锚干2的内部，主鳍6由两片组成，均匀对称设置在锚干2外壁的壁面上，电源8也设置在锚干2的内部，直接为高频微幅振动电机5提供电力。

锚盖1用高强度的钛合金钢和遇水膨胀橡胶材料制成，锚干2用高强度的钛合金钢材料制成圆柱空心体，锚椎3用钛合金钢材料制成圆椎柱，高频微幅振动电机的振动频率为14400次/分钟，振动幅度3mm，功率6kw，主鳍6用钛合金钢材料制成，共两片，均匀对称设置在锚干2外壁的壁面上，锚链7用抗拉强度高的碳纤维复合材料制成，电源8是蓄电池。

当下锚时，用锚机或其它工具将由锚盖1、锚干2和锚椎3组成的锚体抛至指定位置，松开锚链7，同时启动电源8，保持高频微幅振动机5工作，锚体在高频微幅振动下使得锚体周围的床沙液化，锚体利用自重和高频振动电机5的振激力体将迅速埋入泥土内，直到电源8的电力使用完毕，下锚完成。

实施效果：一种带安全高效的带动力的埋入锚。该种锚抓力大，更能稳固地抓住各种泥土，起锚时自动冲洗附着泥沙。

Claims (7)

1.一种带高频微幅振动的动力埋入锚，包括锚盖、锚干、锚椎、吊耳、高主鳍、锚链、电源以及电缆，其特征在于，还包括：高频微幅振动装置，高频微幅振动装置设置在锚干的内部，锚盖设置在锚干的上部，锚椎设置在锚干的下部，吊耳设置在锚干外壁的壁面上，锚链连接吊耳，主鳍由两到四片组成，均匀对称设置在锚干外壁的壁面上，电源通过电缆为高频微幅振动装置提供电力，电缆通过外盖连接电源和高频微幅振动装置。

2.根据权利要求1所述的带高频微幅振动的动力埋入锚，其特征是，所述的锚盖上开有容许电缆通过的小孔。

3.根据权利要求1所述的带高频微幅振动的动力埋入锚，其特征是，所述的锚干形状为圆柱或方柱空心体。

4.根据权利要求1所述的带高频微幅振动的动力埋入锚，其特征是，所述的锚椎形状为圆椎柱或方椎柱体。

5.根据权利要求1所述的带高频微幅振动的动力埋入锚，其特征是，所述高频微幅振动装置，其振动频率大于或等于1000次/分钟。

6.根据权利要求1或5所述的带高频微幅振动的动力埋入锚，其特征是，所述高频微幅振动装置，其振动幅度小于5mm。

7.根据权利要求1或5所述的带高频微幅振动的动力埋入锚，其特征是，所述高频微幅振动装置为内置式电机或者气动振动器。