CN103380055B - 一种用于水下施工的常压工作仓 - Google Patents

Abstract

一种用于水下施工的常压工作仓，用于对水下物体进行施工，工作仓具有两层或多层仓体（11，12），每层仓体（11，12）具有用于和水下物体对接的接口（111，121），每层仓体（11，12）的接口都设置有软胶（112，122），相邻的仓体之间为中空结构；工作仓在与水下物体对接前注满水，最内层的仓体内和相邻仓体之间为中空结构；工作仓在与水下物体对接前注满水，最内层的仓体内和相邻仓体之间充满水，工作仓与水下物体对接后，软胶和水下物体的表面相接触，然后由外向内依次将各仓体之间、以及最内层仓体内的水抽出并注入空气，最内层仓体内保持常压，仓体之间的压强小于常压且由外向内依次增大，每层仓体的接口的软胶由于内外压力差与水下物体的表面紧密接触从而在水下物体和接口之间形成密封，从而可以在水下构建多层压力差密封，有效保证仓内工作人员的安全。

Description

一种用于水下施工的常压工作仓

技术领域

本发明涉及水下施工装置，更具体地说，涉及一种用于水下施工的常压工作仓。

背景技术

长期处于水下的物体，例如轮船、油管、油罐等，当发生异常情况后，诸如碰撞、腐蚀、水底生物和植物附着等，需要及时进行局部修理或更换，由于涉及水下作业，这些问题到目前都没有一个简捷、可靠、经济的方法来解决。可移动的物体还可以拖到水面上，例如轮船可以拖进船坞进行修理，但费用昂贵、而且拖物体到水面上会损伤物体，对于不能移动的物体，如油管、油罐等至今无法用一个简捷、可靠、经济的方法解决诸如更换部分可拆卸部件、局部涂漆等施工操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水下施工的常压工作仓，能够在水下构建常压干式工作环境，能够在水下施工，对水下物体进行维修和护理。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于水下施工的常压工作仓，用于对水下物体进行施工，其特征在于，所述工作仓具有两层或多层仓体，每层仓体具有用于和所述水下物体对接的接口，每层仓体的接口都设置有软胶，相邻的仓体之间为中空结构；

所述工作仓在与所述水下物体对接前注满水，最内层的仓体内和相邻仓体之间充满水，所述工作仓与所述水下物体对接后，所述软胶和所述水下物体的表面相接触，然后由外向内依次将各仓体之间、以及最内层仓体内的水抽出并注入空气，最内层仓体内保持常压，仓体之间的压强小于常压且由外向内依次增大，每层仓体的接口的软胶由于内外压力差与所述水下物体的表面紧密接触从而在所述水下物体和接口之间形成密封。

在本发明所述的用于水下施工的常压工作仓中，所述工作仓的仓体由上下两部分对接而成，所述水下物体为管状物，所述水下物体贯穿所述工作仓或者一端伸入到所述工作仓内。

在本发明所述的用于水下施工的常压工作仓中，所述工作仓还包括用于对工作仓进行抽注水和供排气的管线。

在本发明所述的用于水下施工的常压工作仓中，所述管线包括外管，和位于所述外管内的用于对仓体之间抽注水的外层水管、用于对最内层仓体内抽注水的内层水管、用于对最内层仓体供排气的内层气管和用于对仓体内供电的电缆，所述外管和各层仓体的结合处设有密封胶。

在本发明所述的用于水下施工的常压工作仓中，所述工作仓还包括用于固定所述管线的管线固定组件。

在本发明所述的用于水下施工的常压工作仓中，所述管线固定组件包括用于固定管线的扣线夹、以及用于固定扣线夹的磁力吸盘，所述磁力吸盘带有磁力开关。

在本发明所述的用于水下施工的常压工作仓中，所述管线固定组件包括用于固定管线的扣线夹、用于固定扣线夹的胶体吸盘、以及和胶体吸盘相连的吸盘水管。

在本发明所述的用于水下施工的常压工作仓中，所述工作仓还包括用于固定所述工作仓的工作仓固定组件。

在本发明所述的用于水下施工的常压工作仓中，所述工作仓固定组件包括挂件、弹簧和磁力吸盘，所述挂件设置在所述工作仓的最外层仓体上，所述弹簧一端固定在所述挂件上，另一端固定在磁力吸盘上，所述磁力吸盘带有磁力开关。

在本发明所述的用于水下施工的常压工作仓中，所述工作仓固定组件包括挂件、弹簧、胶体吸盘和吸盘水管，所述挂件设置在所述工作仓的最外层仓体上，所述弹簧一端固定在所述挂件上，另一端固定在胶体吸盘上，所述吸盘水管与所述胶体吸盘相连，用于胶体吸盘的抽注水。

在本发明所述的用于水下施工的常压工作仓中，所述工作仓的最内层仓体内设有密封工具箱。

实施本发明的用于水下施工的常压工作仓，具有以下有益效果：本发明的工作仓具有两层或多层仓体，多层仓体之间形成多个压力差紧密吸附密封结构，防止任一层仓体之间由于突发原因压力差突变而造成吸附脱落，使得工作仓发生压力差突变，从而影响工作仓内的工作人员安全。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的用于水下施工的常压工作仓的第一实施例的示意图；

图2是本发明的用于水下施工的常压工作仓的第一实施例的仓体的示意图；

图3是本发明的用于水下施工的常压工作仓的第一实施例与平面物体配合的示意图；

图4是图3中的常压工作仓的接口的端面视图；

图5是本发明的用于水下施工的常压工作仓的第一实施例与锥面物体配合的示意图；

图6是图5中的常压工作仓的接口的端面视图；

图7是本发明的用于水下施工的常压工作仓的第一实施例中管线的示意图；

图8是本发明的用于水下施工的常压工作仓的第一实施例中工作仓固定组件的第一种形式的示意图；

图9是本发明的用于水下施工的常压工作仓的第一实施例中工作仓固定组件的第二种形式的示意图；

图10是本发明的用于水下施工的常压工作仓的第一实施例中管线固定组件的第一种形式的示意图；

图11是本发明的用于水下施工的常压工作仓的第一实施例中管线固定组件的第二种形式的示意图；

图12是本发明的用于水下施工的常压工作仓的第一实施例中多层胶体吸盘的示意图；

图13是图12中A向视图；

图14是本发明的用于水下施工的常压工作仓的第二实施例的示意图；

图15是图14中B向视图；

图16是本发明的用于水下施工的常压工作仓的第三实施例的示意图；

图17是图16中C向视图。

具体实施方式

本发明利用刚体和柔体表面之间产生压力差后能相互紧密吸附在一起的原理，构造双层或多层仓体结构的工作仓，可以对水下物体进行在常态环境下各种施工。本发明的工作仓采用双层或多层仓体结构，每层仓体都具有接口，每层仓体的接口都设置有软胶,软胶可以是软性橡胶、硅胶等,这些软胶与被施工物体表面接触，当水下物体需要施工时，将穿潜水服的工作人员、以及须使用的工具、材料预先放置在最内层仓体内，然后将工作仓下放至须施工物体的表面，再利用工作仓固定组件固定好工作仓后，逐步抽出工作仓的多层仓体之间的水，这样软胶内外侧产生压力差，软胶和被施工物体表面之间由于形成压力差而紧密接合，从而在所述水下物体和接口之间形成密封。随后逐步抽出最内层仓体内的水，同时向最内层仓体内注入空气，使最内层仓体内达到与地面相同的常压环境，即1个大气压的环境。地面工作人员根据工作仓内置的压力表和监控设备实时保持外层仓体的接口的软胶的紧密吸附状态和工作仓内的常态环境并保持与地面工作人员的实时通信。工作仓内的人员便可以使用与地面相连接的电缆操作存放在密封工具箱中的各种工具和材料，在常态下对物体进行施工。施工结束后首先逐步往最内层仓体内注入水并抽出空气，等水注满后，即使最内层仓体内的压力与工作仓和被施工物体外围的水的压力保持一致，再向各层仓体之间注入水，以逐步解除各层仓体之间和外围水之间的压力差，最后去掉解除工作仓固定组件，将工作仓拖出水面。

多层与双层仓体的区别在于多层仓体可在多层仓体之间形成多个压力差紧密吸附密封结构，防止任一层仓体之间由于突发原因压力差突变而造成吸附脱落，使得工作仓发生压力差突变，从而影响工作仓内的工作人员安全。

以上对本发明的原理进行了阐述，为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，为本发明的用于水下施工的常压工作仓的第一实施例，该实施例为局部表面吸附式工作仓。该工作仓为双层仓体结构，具有外仓体11和内仓体12，外仓体11和内仓体12之间为中空结构，外仓体11和内层体12分别具有接口111、121，其中外仓体11的接口111位于内仓体12的接口121的外围，接口111和接口121上都设置有软胶112、122，其中外仓体11的接口11上的软胶112大致呈喇叭形，而内仓体12的接口12上的软胶122则大致呈倒喇叭形，软胶112、122可以是硅胶套或者橡胶套，柔软而且具有弹性，易吸附在别的物体上，软胶112、122可以通过扣箍113、123分别固定在接口111、121上。

工作仓在和水下物体1对接前注满水，内仓体12内、外仓体11和内仓体12之间都充满水，然后将工作仓与水下物体1对接，使软胶112、122与水下物体的表面相接触，然后对仓体内进行抽水充气，首先对外仓体11和内仓体12之间抽水，在软胶112、122内外侧产生压力差，这样软胶112、122由于压力差而紧密吸附在水下物体1的表面，在接口111、121和水下物体1表面之间形成密封，外仓体11和内仓体12之间抽水时会注入一定的空气，但外仓体11和内仓体12之间的压强要小于一个大气压，然后对内仓体12内部进行抽水，并注入空气，使内仓体12内保持常压状态，由于内仓体12的压强大于外仓体11和内仓体12之间的压强，所以软胶122内外侧也存在压力差。

图3和图4为工作仓和吸附在平面上的示意图，图5和图6则为工作仓吸附在锥面上的示意图。由于软胶具有良好的吸附作用，在存在压力差的情况下，可以吸附在各种类型的表面上。

参看图1和图7，在本实施例中，为了方便对工作仓进行抽注水和充排气，工作仓还包括用于对工作仓进行抽注水和供排气的管线2，管线2包括外管20，和位于外管20内的用于对外仓体11和内仓体12之间抽注水的外层水管21、用于对内仓体12内抽注水的内层水管22、用于对内仓体12供排气的内层气管23和用于对仓体内供电的电缆24，外管和外仓体11和内仓体12的结合处分别设有密封胶25、26。管线2的末端设有外围控制设备3，用于检测和控制工作仓内的状况。

参看图1和图8，为了工作仓在工作时发生晃动，从而影响工作仓内的状况，进一步，可以增加工作仓固定组件，图1和图8为工作仓固定组件的一种形式，这种形式的工作仓固定组件包括挂件41、弹簧42和磁力吸盘43，其中挂件41设置在工作仓的外仓体11上，弹簧42一端固定在挂件41上，另一端固定在磁力吸盘43上，为了方便取下磁力吸盘43，磁力吸盘43还带有磁力开关44。这种形式的工作仓固定组件适合被施工物体是钢铁材料的情况。对于非钢铁材料的施工物体，可以采用另外一种形式的工作仓固定组件，如图9所示，此种工作仓固定组件包括挂件41、弹簧42、胶体吸盘45和吸盘水管46，也是通过压力差的方式，使胶体吸盘45吸附在水下物体上，吸盘水管46用于对抽去胶体吸盘45内腔的水，以造成压力差。

对于水下作业时，也需要对管线2进行固定，以防止管线2受水流影响移位，管线2的固定可以通过管线固定组件来实现。如图10所示，为一种形式的管线固定组件，包括用于固定管线2的扣线夹51、以及用于固定扣线夹51的磁力吸盘52，其中磁力吸盘52带有磁力开关53，这种管线固定组件适合被施工物体时钢铁材料的情况。对于非钢铁材料的施工物体，则可以采用另一种形式的管线固定组件，如图11所示，该种管线固定组件包括用于固定管线2的扣线夹51、用于固定扣线夹51的胶体吸盘54、以及和胶体吸盘54相连吸盘水管55，吸盘水管46用于对抽去胶体吸盘45内腔的水，以造成压力差。

参看图1和图2，为了方便施工工具的存放，可以在内仓体12内部设置密封工具仓6，施工工具可以存放在密封工具仓6内，当内仓体12形成常压环境时可以打开密封工具仓6，取出工具进行施工。

如果被施工的部位需要多次反复施工，例如涂漆，本发明还提供了辅助覆盖吸盘，如图12和图13所示，该辅助覆盖吸盘可以可采用两层或多层结构，与工作仓的结构类似，在本实施例中，包括一个外吸盘71和内吸盘72，内吸盘72可以全覆盖施工部位，并使一直保持常态，内吸盘72和外吸盘一直与施工表面保持紧密吸附。等下次施工时再解除吸附状态，以确保施工局部需要多次施工时一直保持在常态下。

局部表面吸附式工作仓的具体工作方式如下：

1、工作人员确定被施工对象的材质、需施工表面形状、大小、施工项目从而采用不同的工作仓固定组件、软胶及接口、工具、施工材料，其中工具置于工作仓内置密封工具箱内。

2、将施工人员置于工作仓内，施工人员需要具有潜水资质置。

3、将工作仓放入水中，由潜水员将工作仓的接口对准需局部施工的部位。

4、将通过工作仓固定组件，使工作仓基本固定在被施工物体上。

5、逐步抽出外仓体和内仓体之间的水，使外仓体的接口的软胶与外围的水之间形成压力差，外仓体和内仓体之间的压力应小于1个标准大气压，从而使工作仓完全吸附在被施工物体上。并根据监控器显示的外仓体和内仓体之间压力表数据实时抽气，以确保外仓一直保持紧密吸附状态。

6、在抽出内仓体内的水的同时，将空气注入，根据气压表的指示，实时补充和轮换空气，以使内仓体内一直保持与地面相同的空气环境，即1个大气压的环境。

7、施工人员脱掉潜水服，并打开密封的工具箱，取出工具，接通电源，对物体进行各种施工。

8、如果被施工的部位需要多次反复施工如涂漆，可采用辅助覆盖吸盘覆盖，以确保施工局部需要多次施工时一直保持在常态下。

9、施工完成后，工作人员穿上潜水服后，通过通信电缆指示地面工作人员将水放入工作仓并同时抽出空气，使工作仓内的压力与容器和被施工物体外围的水的压力保持一致，解除外仓的吸附状态，解除工作仓固定组件，收回工作仓。

本发明除了提供局部表面吸附工作仓外，还提供了用于管道施工的局部整体吸附工作仓。如图14和图15所示，为本发明的用于水下施工的常压工作仓的第二实施例，该实施例中工作仓包括上半部分和下半部分，上半部分和下半部分都采用双层仓体结构，其中上半部分包括上半外仓体11a和上半内仓体12a，下半部分包括下半外仓体11b和下半内仓体12b,管道8贯穿工作仓，上、下半外仓体、以及上、下半内仓体与管道8的结合的接口处设有软胶，软胶的在压力差的作用下吸附在管道8的表面形成密封，原理与第一实施例的原理相同，不再赘述。工作仓的上半部分和下半部分可以通过锁管扣9固定，其他结构与第一实施例类似。

图16和图17为本发明的水下施工常压工作仓的第三实施例，与第二实施例不同的是，该工作仓用于对管道8的末端进行维修，只需将管道8的末端伸入到工作仓内，与第二实施例相比，只是省去一个接口，其他结构类似。

局部整体吸附工作仓的具体工作方式如下：

1、工作人员确定被施工对象的两端外径、施工项目从而采用不同外径的接口、工具、施工材料，其中工具置于工作仓内置工具箱内。

2、将施工人员置于工作仓内，施工人员需要具有潜水资质置。

3、将工作仓放如水中，由外围潜水员将工作仓的上半部分和下半部分对准需施工物体的局部位置后对接。

4、由外围潜水员先扣紧内扣后，再扣紧锁管扣。

5、逐步抽出外仓体和内仓体之间的水，使外仓体的接口的软胶与外围的水之间形成压力差，外仓体和内仓体之间的压力应小于1个标准大气压，从而使工作仓完全吸附在被施工物体上。并根据监控器显示的外仓体和内仓体之间压力表数据实时抽气，以确保外仓一直保持紧密吸附状态。

6、在抽出内仓体内的水的同时，将空气注入，根据气压表的指示，实时补充和轮换空气，以使内仓体内一直保持与地面相同的空气环境，即1个大气压的环境。。

7、施工人员脱掉潜水服，并打开密封的工具箱，取出工具，接通电源，对物体进行各种施工。

8、如果被施工的部位需要多次反复施工如涂漆，可采用辅助覆盖吸盘覆盖，以确保施工局部需要多次施工时一直保持在常态下。

9、施工完成后，工作人员穿上潜水服后，通过通信电缆指示地面工作人员将水放入工作仓并同时抽出空气，使工作仓内的压力与容器和被施工物体外围的水的压力保持一致；解除外仓体的吸附状态，解除锁管扣，收回工作仓。

本发明的用于水下施工的常压工作仓除了可以用于水下作业之外，还可以用于在其他液态介质下工作。

本发明的工作仓具有两层或多层仓体，多层仓体之间形成多个压力差紧密吸附密封结构，防止任一层仓体之间由于突发原因压力差突变而造成吸附脱落，使得工作仓发生压力差突变，从而影响工作仓内的工作人员安全。此外，由于本发明工作仓由于可以控制各仓体之间的压差，可以适应各种深度的作业，即便是半潜和或者浅水，都可以在软胶内外形成压差以达到吸附密封的作用。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (11)

1.一种用于水下施工的常压工作仓，用于对水下物体进行施工，其特征在于，

所述工作仓具有多层仓体，每层仓体具有用于和所述水下物体对接的接口，每层仓体的接口都设置有软胶，相邻的仓体之间为中空结构；

所述工作仓在与所述水下物体对接前注满水，最内层的仓体内和相邻仓体之间充满水，所述工作仓与所述水下物体对接后，所述软胶和所述水下物体的表面相接触，然后由外向内依次将各仓体之间、以及最内层仓体内的水抽出并注入空气，最内层仓体内保持常压，仓体之间的压强小于常压且由外向内依次增大，每层仓体的接口的软胶由于内外压力差与所述水下物体的表面紧密接触从而在所述水下物体和接口之间形成密封。

2.根据权利要求1所述的用于水下施工的常压工作仓，其特征在于，所述工作仓的仓体由上下两部分对接而成，所述水下物体为管状物，所述水下物体贯穿所述工作仓或者一端伸入到所述工作仓内。

3.根据权利要求1或2所述的用于水下施工的常压工作仓，其特征在于，所述工作仓还包括用于对工作仓进行抽注水和供排气的管线。

4.根据权利要求3所述的用于水下施工的常压工作仓，其特征在于，所述管线包括外管，和位于所述外管内的用于对仓体之间抽注水的外层水管、用于对最内层仓体内抽注水的内层水管、用于对最内层仓体供排气的内层气管和用于对仓体内供电的电缆，所述外管和各层仓体的结合处设有密封胶。

5.根据权利要求3所述的用于水下施工的常压工作仓，其特征在于，所述工作仓还包括用于固定所述管线的管线固定组件。

6.根据权利要求5所述的用于水下施工的常压工作仓，其特征在于，所述管线固定组件包括用于固定管线的扣线夹、以及用于固定扣线夹的磁力吸盘，所述磁力吸盘带有磁力开关。

7.根据权利要求5所述的用于水下施工的常压工作仓，其特征在于，所述管线固定组件包括用于固定管线的扣线夹、用于固定扣线夹的胶体吸盘、以及和胶体吸盘相连的吸盘水管。

8.根据权利要求1所述的用于水下施工的常压工作仓，其特征在于，所述工作仓还包括用于固定所述工作仓的工作仓固定组件。

9.根据权利要求8所述的用于水下施工的常压工作仓，其特征在于，所述工作仓固定组件包括挂件、弹簧和磁力吸盘，所述挂件设置在所述工作仓的最外层仓体上，所述弹簧一端固定在所述挂件上，另一端固定在磁力吸盘上，所述磁力吸盘带有磁力开关。

10.根据权利要求8所述的用于水下施工的常压工作仓，其特征在于，所述工作仓固定组件包括挂件、弹簧、胶体吸盘和吸盘水管，所述挂件设置在所述工作仓的最外层仓体上，所述弹簧一端固定在所述挂件上，另一端固定在胶体吸盘上，所述吸盘水管与所述胶体吸盘相连，用于胶体吸盘的抽注水。

11.根据权利要求1所述的用于水下施工的常压工作仓，其特征在于，所述工作仓的最内层仓体内设有密封工具箱。