CN105600598A - 可开合式履带张紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可开合式履带张紧装置，包括底座、设置在底座上的支撑框架、左右对称且可相对开合设置在支撑框架上的两个第一履带系统、以及上下对称且可相对开合设置在支撑框架上的两个第二履带系统；支撑框架中部设有相垂直交叉且连通的第一通道和第二通道，第一通道和第二通道的交叉位置形成夹持通道；两个第一履带系统于夹持通道相对两侧位于第一通道中，两个第二履带系统于夹持通道另相对两侧位于第二通道中，第一履带系统和第二履带系统分别相对开合以夹持管线。本发明中，通过四个履带系统的对称、相对可开合设置，可对通过其间的管线进行夹持；由于通过四个履带系统的同时夹持，使得被夹持管线受力更均匀，不易造成管线变形。

Description

可开合式履带张紧装置

技术领域

本发明涉及一种缆线张紧装置，具体涉及一种可开合式履带张紧装置。

背景技术

伴随着我国海洋石油天然气开发不断有新的进展，油气产量的逐年增加，对于海洋资源开发技术的要求也越来越高。张紧器是海洋管道与脐带缆铺设中的重要设备之一，其主要作用是夹持管道或缆线，并能在铺设过程中以一定的速度恒张力均匀收、放管道或缆线。

传统的张紧器为两履带式张紧器，结构简单，尺寸较小，容易布置，但被夹持管道或缆线两面受力，易引起变形；被夹持管道或缆线承压能力愈弱，张紧器在满足张紧力要求的情况下，纵向长度就愈大，使得长度上占用空间大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种使被夹持管线受力均匀、不易造成管线变形、提供更大张紧力的可开合式履带张紧装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可开合式履带张紧装置，包括底座、设置在所述底座上的可开合的支撑框架、左右对称且可相对开合设置在所述支撑框架上的两个第一履带系统、以及上下对称且可相对开合设置在所述支撑框架上的两个第二履带系统；

所述支撑框架中部设有相垂直交叉且连通的第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道的交叉位置形成供管线通过的夹持通道；两个所述第一履带系统于所述夹持通道相对两侧而位于所述第一通道中，两个所述第二履带系统于所述夹持通道另相对两侧而位于所述第二通道中，所述第一履带系统和第二履带系统分别相对开合以夹持所述管线。

优选地，该可开合式履带张紧装置还包括调整所述支撑框架在所述底座上角度的角度调整机构，所述角度调整机构设置在所述底座于管线轴向方向上的一端；所述角度调整机构一端连接在所述底座上，另一端连接所述支撑框架。

优选地，所述角度调整机构包括至少两个位于所述支撑框架的两侧，连接在所述支撑框架和底座之间的调整液压缸；通过所述调整液压缸的伸缩，带动所述支撑框架的一端相对所述底座上下移动。

优选地，该可开合式履带张紧装置还包括驱动所述第一履带系统移动以开合的第一驱动机构、以及驱动所述第二履带系统移动以开合的第二驱动机构；

所述第一驱动机构连接在所述第一履带系统和支撑框架之间，所述第二驱动机构连接在所述第二履带系统和支撑框架之间。

优选地，所述第一驱动机构包括竖向设置的液压缸；所述第二驱动机构包括横向设置的液压缸。

优选地，所述第一驱动机构和第二驱动机构还分别配有增压减压系统；所述第一履带系统和第二履带系统还分别设有直线位移传感器和压力传感器。

优选地，所述支撑框架包括上下、左右相对设置且依次连接以围成框架的上框体、下框体、左框体和右框体，以及数个连接在相邻的所述框体之间的支撑架；所述第一通道和第二通道形成在所述框架之中；

所述第一通道的相对两内侧设有与所述第一履带系统相对两侧面配合的第一导轨，所述第二通道的相对两内侧设有与所述第二履带系统相对两侧面配合的第二导轨；所述第一导轨的长度方向与所述第一履带系统的开合方向平行，所述第二导轨的长度方向与所述第二履带系统的开合方向平行。

优选地，所述上框体通过插销分别与所述左框体、右框体可开合连接；

所述支撑框架还包括连接并驱动位于所述左框体和上框体之间的所述支撑架翻转的第一翻转液压缸、以及连接并驱动位于所述右框体和上框体之间的所述支撑架翻转的第二翻转液压缸；所述第一翻转液压缸和/或第二翻转液压缸驱动对应的所述支撑架翻转而带动所述上框体转动脱离所述左框体或右框体，从而打开所述框架。

优选地，所述第一履带系统包括驱动电机、架体、分别可转动安装在所述架体相对两端的驱动轮和引导轮、履带、以及位于所述驱动轮和引导轮之间可转动安装在所述架体相对两侧上的数个支重轮和数个托链轮；

所述驱动电机连接所述驱动轮，以驱动所述驱动轮转动；所述履带绕覆在所述架体、驱动轮和引导轮外周并与所述支重轮和托链轮相接触，所述履带在所述驱动轮转动下在所述外周上转动。

优选地，所述第二履带系统与所述第一履带系统的结构相同。

优选地，所述第一履带系统还包括调节所述支重轮在所述架体上位置、实现履带对管线弹性夹持的数个悬挂机构，所述悬挂机构设置在所述架体内，并连接在所述支重轮下方。

优选地，所述悬挂机构包括基座、通过垫块与所述支重轮连接的支座、连接在所述基座和支座之间的悬浮液压缸、以及一端通过销轴与所述悬浮液压缸伸缩端连接的摇臂；所述摇臂的另一端通过销轴设置在所述基座上。

本发明的可开合式履带张紧装置，通过四个履带系统的对称、相对可开合设置，可对通过其间的管线进行夹持；由于通过四个履带系统的同时夹持，使得被夹持管线受力更均匀，不易造成管线变形。

在张紧力相同情况下，被夹持管线所受压强更小，在船面空间允许的情况下，占用相同空间的张紧装置中，四履带张紧装置可以提供更大的张紧力。

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是本发明一实施例的可开合式履带张紧装置的结构示意图；

图2是图1中支撑框架的前视图；

图3是图1中履带系统的结构示意图；

图4是图3中A部分所示悬挂机构的结构示意图。

具体实施方式

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、2所示，本发明一实施例的可开合式履带张紧装置，用于夹持管线(包括缆线、管道等)，该张紧装置包括底座30、设置在底座30上的支撑框架40、左右对称且可相对开合设置在支撑框架40上的两个第一履带系统10、以及上下对称且可相对开合设置在支撑框架40上的两个第二履带系统20。

在支撑框架40中部设有相垂直交叉且连通的第一通道401和第二通道402，第一通道401和第二通道402的交叉位置形成供管线通过的夹持通道403。两个第一履带系统10位于第一通道401中且位于夹持通道403的相对两侧，两个第二履带系统20位于第二通道402中且位于夹持通道403的另外相对两侧，第一履带系统10和第二履带系统20分别相对开合以夹持管线。

四个履带系统在支撑框架40中的设置，使得四个履带系统对中布置，管线可从四个履带系统之间通过被夹持。由于管线周围的四个方向均有履带系统对其进行夹持，使得被夹持管线受力更均匀，不易造成管线变形。在张紧力相同情况下，被夹持管线所受压强更小，在船面空间允许的情况下，占用相同空间的张紧装置中，四履带张紧装置可以提供更大的张紧力。

其中，底座30作为整个张紧装置的底部，用于放置在铺管船、地面等处。底座30可为整体的座体结构，也可为框架结构，减小重量。

支撑框架40用于四个履带系统的安装定位，设置在底座30上，其外周尺寸优选较于底座30外周尺寸小。

具体地，以图1、2中张紧装置放置位置、方向为例，支撑框架40可包括上下、左右相对设置且依次连接以围成框架的上框体41、下框体42、左框体43和右框体44，以及数个连接在相邻的框体之间的支撑架45。支撑架45在框架上用于加强四个框体之间的连接强度以及整个支撑框架40的稳定性。

如图2中所示，本实施例中，上框体41、下框体42、左框体43和右框体44均为一侧开放的矩形框，上框体41、下框体42、左框体43和右框体44之间以开放侧依次连接围成框架。上框体41和左框体43、右框体44之间分别通过支撑架45连接，下框体42和左框体43、右框体44之间也分别通过支撑架45连接，每一支撑架45在两个框体之间与其对应侧构成三角形支撑架结构，结构稳固。

第一通道401和第二通道402形成在四个框体围成的框架之中。为方便管线放置到夹持通道403中，支撑框架40采用可开合结构的框架，在管线放入、取出时打开。其中，通过上框体41、下框体42、左框体43和右框体44中任一框体与相邻的两个框体可分离连接，实现支撑框架40的可开合。

作为一种选择性实施方式，上框体41可通过插销分别与左框体43、右框体44可开合连接，从而可通过将插销分离，实现上框体41自左框体43、右框体44上打开形成开口供管线放入或取出。

支撑框架40还包括连接并驱动位于左框体43和上框体41之间的支撑架45翻转的第一翻转液压缸46、以及连接并驱动位于右框体44和上框体41之间的支撑架45翻转的第二翻转液压缸47。第一翻转液压缸43和/或第二翻转液压缸47驱动对应的支撑架45翻转而带动上框体41转动脱离左框体43或右框体44，从而打开框架。

作为一种实施方式，位于左框体43和上框体41之间的支撑架45的上端可通过插销451与上框体41可分离连接，如图1中所示。打开框架时，将该支撑架45的上端的插销451分开而可分离上框体41，上框体41的下端与左框体43分离；通过第一翻转液压缸46工作驱动对应的支撑架45转动开来，第二翻转液压缸47工作驱动对应的支撑架45及上框体41相对右框体44转动，从而左框体43和上框体41分开而形成开口。关闭开口时则反之操作。

在支撑框架40中，第一通道401和第二通道402贯通支撑框架40前后两端，从而夹持通道403也贯通支撑框架40前后两端，方便管线通过。第一通道401的相对两内侧设有与第一履带系统10相对两侧面配合的第一导轨48，第二通道402的相对两内侧设有与第二履带系统20相对两侧面配合的第二导轨49。第一导轨48的长度方向与第一履带系统10的开合方向平行，第二导轨49的长度方向与第二履带系统20的开合方向平行；通过第一导轨47对第一履带系统的开合移动进行导向，第二导轨49对第二履带系统20的开合移动进行导向。

该张紧装置中，两个第一履带系统10结构等一致设置，两个第二履带系统20结构等一致设置。以图1中张紧装置的放置方向为例，两个第一履带系统10相对底座30竖向设置，两个第二履带系统20相对底座30横向设置。第一履带系统10和第二履带系统20的结构优选相同设置。以下以第一履带系统10为例作进一步说明。

参考图1-3所示，第一履带系统10包括驱动电机11、架体12、分别可转动安装在架体12相对两端的驱动轮13和引导轮14、履带15、以及位于驱动轮13和引导轮14之间可转动安装在架体12相对两侧上的数个支重轮16和数个托链轮17。驱动电机11连接驱动轮13，以驱动驱动轮13转动；履带绕15覆在架体12、驱动轮13和引导轮14外周并与支重轮16和托链轮17相接触，履带15在驱动轮13转动下在外周上转动。通过履带15转动，同时带动引导轮14、支重轮16和托链轮17转动。当第一履带系统10对管线施加压力以压紧时，通过履带15转动可带动管线移动。

数个支重轮16位于架体12的一侧，数个托链轮17位于架体12的相对另一侧。支重轮16、托链轮17的数量根据架体12的长度进行设置，以足够支撑在架体12长度上的履带15部分。

并且，第一履带系统10以支重轮16朝向夹持通道403而设置在第一通道401中。同样地，第二履带系统20也以其支重轮朝向夹持通道403而设置在第二通道402中。此外，第一履带系统10以驱动电机11朝向底座30一端(如后端)设置在支撑框架30中，第二履带系统20也以驱动电机朝向底座30的相同一端设置在支撑框架30中。

另外，第一履带系统10还包括调节支重轮16在架体12上位置、实现履带15对管线弹性夹持的数个悬挂机构18。悬挂机构18设置在架体12内，并连接在支重轮16下方。一个悬挂机构18可连接一个或多个支重轮16，可如图3、4中所示的连接两个支重轮16。

如图3、4所示，悬挂机构18可包括基座181、通过垫块185与支重轮16连接的支座182、连接在基座181和支座182之间的悬浮液压缸183、以及一端通过销轴186与悬浮液压缸183伸缩端连接的摇臂184；摇臂184的另一端通过销轴187设置在基座181上。摇臂184可设有两个，分别位于支座182的相对两侧。基座181可设有定位板供销轴187穿设其中。

垫块185与支重轮16的中心轴连接，从而支重轮16可相对支座182转动。以支重轮16位于上方为例，悬浮液压缸183优选连接在支座182的正下方。摇臂184优选为弧形；在悬浮液压缸183的伸缩端伸缩时，带动摇臂184相对基座181转动，同时带动支座182相对基座181上下移动，从而带动支重轮16相对架体12移动。支重轮16相对架体12的移动，可作用于履带15，实现履带15对管线进行弹性夹紧，可吸收管径在一定范围内变化。

支座182的相对两侧面上还通过螺栓安装有摩擦块188，减少支座182在移动过程中与架体12之间的磨损。

四个履带系统中，每一个履带系统的驱动电机采用船用变频电机驱动变速箱；通过驱动电机的正反转动驱动履带的正反转动，从而可正反输送管线。为安全起见，在设备的左舷和右舷处还均配有拉绳急停开关，以确保紧急状况下，能有效于设备端各处切断设备，紧急停止。

又如图1、3所示，该可开合式履带张紧装置还包括驱动第一履带系统10移动以开合的第一驱动机构50、以及驱动第二履带系统20移动以开合的第二驱动机构60。第一驱动机构50连接在第一履带系统10和支撑框架40之间，通过第一驱动机构50工作驱动两个第一履带系统10相对开合；第二驱动机构60连接在第二履带系统20和支撑框架40之间，通过第二驱动机构60工作驱动两个第二履带系统20相对开合。

在夹持管线时，管线进入到夹持通道403中，第一驱动机构50和第二驱动机构60工作分别驱动第一履带系统10和第二履带系统20相对移动闭合以压紧管线。松开管线时，可只需驱动位于上方的第一履带系统10向上移动开，使得管线可自上方脱离夹持管线。

本实施例中，第一驱动机构50包括竖向设置的液压缸51；第二驱动机构60包括横向设置的液压缸61。优选地，第一驱动机构50包括四个液压缸51，分别设置在第一履带系统10两端(长度方向上两端)的相对两侧，从而可平衡地、稳定地驱动第一履带系统的移动开合。第二驱动机构60也可包括四个液压缸61，分别设置在第二履带系统20两端的相对两侧。

位于第一履带系统10两端的液压缸51可同时工作，也可不同时工作，使得第一履带系统10两端可相对于水平面做调整。位于第二履带系统20两端的液压缸61可同时工作，也可不同时工作，使得第二履带系统20在其所在的平面上做摆动以调整。

第一驱动机构50和第二驱动机构60还可分别配有增压减压系统(未图示)，以满足不同的设定压力需求。每个液压缸51、61都有一个蓄能器并引导操作止回阀，以便在电源故障时能保持压力。

增压减压系统可包括低压泵和高压泵；对于位于上方的第一履带系统10，其上下移动和低压运动由低压泵控制，当实际夹紧压力在一个门槛值(管线夹紧)时，高压泵会启动，增大压力。第一履带系统10和第二履带系统20上还设有直线位移传感器(未图示)和压力传感器(未图示)，第一履带系统10和第二履带系统20的实际位置和实际压力分别由直线位移传感器和压力传感器测得。位于下方的第一履带系统10、两个第二履带系统20的夹紧工作原理同上述的第一履带系统10。

又如图1所示，该可开合式履带张紧装置还包括调整支撑框架40在底座30上角度的角度调整机构70，角度调整机构70设置在底座30于管线轴向方向上的一端。角度调整机构70一端连接在底座30上，另一端连接支撑框架40；通过角度调整机构70工作，可调整支撑框架40的一端相对底座30上下移动，从而调整支撑框架40在底座30上于纵向方向上的角度，以适应管线的位置。

本实施例中，角度调整机构70包括至少两个位于支撑框架40的两侧、连接在支撑框架40和底座30之间的调整液压缸71；通过调整液压缸71的伸缩，带动支撑框架40的一端相对底座30上下移动；支撑框架40移动的同时带动其上的四个履带系统移动。

综上所述，本发明的可开合式履带张紧装置，可在铺设过程中均匀收、放管线，同时在铺管船停止还能调整管线张力，使得铺管船在风浪或是波动的影响下，管线张力仍能控制在允许范围内，避免管线因受力超过许用应力值而遭到破坏。

当然，根据实际工况需要，四个履带系统中，可采用四个同时进行夹持，也可以只采用两个进行夹持，在保证足够夹紧力的情况下进行工作模式的转换。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种可开合式履带张紧装置，其特征在于，包括底座（30）、设置在所述底座（30）上的可开合的支撑框架（40）、左右对称且可相对开合设置在所述支撑框架（40）上的两个第一履带系统（10）、以及上下对称且可相对开合设置在所述支撑框架（40）上的两个第二履带系统（20）；

所述支撑框架（40）中部设有相垂直交叉且连通的第一通道（401）和第二通道（402），所述第一通道（401）和第二通道（402）的交叉位置形成供管线通过的夹持通道（403）；两个所述第一履带系统（10）于所述夹持通道（403）相对两侧而位于所述第一通道（401）中，两个所述第二履带系统（20）于所述夹持通道（403）另相对两侧而位于所述第二通道（402）中，所述第一履带系统（10）和第二履带系统（20）分别相对开合以夹持所述管线。

2.根据权利要求1所述的可开合式履带张紧装置，其特征在于，该可开合式履带张紧装置还包括调整所述支撑框架（40）在所述底座（30）上角度的角度调整机构（70），所述角度调整机构（70）设置在所述底座（30）于管线轴向方向上的一端；

所述角度调整机构（70）一端连接在所述底座（30）上，另一端连接所述支撑框架（40）。

3.根据权利要求2所述的可开合式履带张紧装置，其特征在于，所述角度调整机构（70）包括至少两个位于所述支撑框架（40）的两侧，连接在所述支撑框架（40）和底座（30）之间的调整液压缸（71）；通过所述调整液压缸（71）的伸缩，带动所述支撑框架（40）的一端相对所述底座（30）上下移动。

4.根据权利要求1所述的可开合式履带张紧装置，其特征在于，该可开合式履带张紧装置还包括驱动所述第一履带系统（10）移动以开合的第一驱动机构（50）、以及驱动所述第二履带系统（20）移动以开合的第二驱动机构（60）；

所述第一驱动机构（50）连接在所述第一履带系统（10）和支撑框架（40）之间，所述第二驱动机构（60）连接在所述第二履带系统（20）和支撑框架（40）之间。

5.根据权利要求4所述的可开合式履带张紧装置，其特征在于，所述第一驱动机构（50）包括竖向设置的液压缸（51）；所述第二驱动机构（60）包括横向设置的液压缸（61）；

所述第一驱动机构（50）和第二驱动机构（60）还分别配有增压减压系统；所述第一履带系统（10）和第二履带系统（20）还分别设有直线位移传感器和压力传感器。

6.根据权利要求1所述的可开合式履带张紧装置，其特征在于，所述支撑框架（40）包括上下、左右相对设置且依次连接以围成框架的上框体（41）、下框体（42）、左框体（43）和右框体（44），以及数个连接在相邻的所述框体之间的支撑架（45）；所述第一通道（401）和第二通道（402）形成在所述框架之中；

所述第一通道（401）的相对两内侧设有与所述第一履带系统（10）相对两侧面配合的第一导轨（48），所述第二通道（402）的相对两内侧设有与所述第二履带系统（20）相对两侧面配合的第二导轨（49）；所述第一导轨（48）的长度方向与所述第一履带系统（10）的开合方向平行，所述第二导轨（49）的长度方向与所述第二履带系统（20）的开合方向平行。

7.根据权利要求6所述的可开合式履带张紧装置，其特征在于，所述上框体（41）通过插销分别与所述左框体（43）、右框体（44）可开合连接；

所述支撑框架（40）还包括连接并驱动位于所述左框体（43）和上框体（41）之间的所述支撑架（45）翻转的第一翻转液压缸（46）、以及连接并驱动位于所述右框体（44）和上框体（41）之间的所述支撑架（45）翻转的第二翻转液压缸（47）；所述第一翻转液压缸（46）和/或第二翻转液压缸（47）驱动对应的所述支撑架（45）翻转而带动所述上框体（41）转动脱离所述左框体（43）或右框体（44），从而打开所述框架。

8.根据权利要求1-7任一项所述的可开合式履带张紧装置，其特征在于，所述第一履带系统（10）与所述第二履带系统（20）的结构相同；

其中，所述第一履带系统（10）包括驱动电机（11）、架体（12）、分别可转动安装在所述架体（12）相对两端的驱动轮（13）和引导轮（14）、履带（15）、以及位于所述驱动轮（11）和引导轮（11）之间可转动安装在所述架体（12）相对两侧上的数个支重轮（16）和数个托链轮（17）；

所述驱动电机（11）连接所述驱动轮（13），以驱动所述驱动轮（13）转动；所述履带（15）绕覆在所述架体（12）、驱动轮（13）和引导轮（14）外周并与所述支重轮（16）和托链轮（17）相接触，所述履带（15）在所述驱动轮（13）转动下在所述外周上转动。

9.根据权利要求8所述的可开合式履带张紧装置，其特征在于，所述第一履带系统（10）还包括调节所述支重轮（16）在所述架体（12）上位置、实现履带（15）对管线弹性夹持的数个悬挂机构（18），所述悬挂机构（18）设置在所述架体（12）内，并连接在所述支重轮（16）下方。

10.根据权利要求9所述的可开合式履带张紧装置，其特征在于，所述悬挂机构（18）包括基座（181）、通过垫块（185）与所述支重轮（16）连接的支座（182）、连接在所述基座（181）和支座（182）之间的悬浮液压缸（183）、以及一端通过销轴与所述悬浮液压缸（183）伸缩端连接的摇臂（184）；所述摇臂（184）的另一端通过销轴（187）设置在所述基座（181）上。