CN106087931A - 复合式螺纹升降装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合式螺纹升降装置，属于海洋工程装备领域。该装置包括桩腿及固定在海洋平台上的固桩架，桩腿上设置有多个插销孔，桩腿上从上至下依次活动套装有第一动环梁及第二动环梁，第一动环梁上设置有用于插入到插销孔中的第一插销油缸组件，第二动环梁上设置有用于插入到插销孔中的第一插销油缸组件，装置还包括驱动机构及在驱动机构驱动下可相对固桩架和海洋平台旋转的升降杆，升降杆轴向两端分别旋转安装在固桩架和海洋平台上，升降杆上沿升降杆轴向设置有分别对应与第一动环梁和第二动环梁螺纹配合的第一螺纹部和第二螺纹部，第一螺纹部和第二螺纹部反向设置。本发明可使海洋平台快速升降，以提高操作效率。
Description
技术领域
本发明涉及海洋工程装备领域，特别涉及一种复合式螺纹升降装置。
背景技术
插销升降装置被广泛应用于海洋平台中，其能够配合自升式海洋平台中的桩腿带动船体沿着桩腿做升降运动。
现有的插销升降装置包括：桩腿、固桩架、动环梁、定环梁、设置在定环梁上的第一插销、设置在动环梁上的第二插销及连接定环梁和动环梁的提升油缸，固桩架与海洋平台固定连接，固桩架、动环梁及定环梁均套在桩腿上，第一插销和第二插销能够伸入桩腿上的插销孔内，通过第一插销和第二插销交替插入桩腿上的插销孔内，并配合提升油缸的伸缩来实现海洋平台的升降。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：通过提升油缸的伸缩来实现海洋平台的升降，虽然稳定性好但升降速度慢，影响操作效率。
发明内容
为了现有技术中海洋平台的升降速度慢及操作效率低的问题，本发明实施例提供了一种复合式螺纹升降装置。所述技术方案如下：
一种复合式螺纹升降装置，所述装置包括桩腿及固定在海洋平台上的固桩架，所述桩腿上沿所述桩腿轴向间隔设置有多个插销孔，所述桩腿上沿所述桩腿轴向从上至下依次活动套装有第一动环梁及第二动环梁，所述第一动环梁上设置有用于插入到所述插销孔中的第一插销油缸组件，所述第二动环梁上设置有用于插入到所述插销孔中的第二插销油缸组件；所述装置还包括驱动机构及在所述驱动机构驱动下可相对所述固桩架和所述海洋平台旋转的升降杆，所述升降杆与所述桩腿轴向平行布置，所述升降杆轴向两端分别旋转安装在所述固桩架和所述海洋平台上，所述升降杆上沿所述升降杆轴向设置有分别对应与所述第一动环梁和所述第二动环梁螺纹配合的第一螺纹部和第二螺纹部，所述第一螺纹部和所述第二螺纹部的螺纹反向设置。
进一步地，所述驱动机构设有至少一个，每个所述驱动机构包括一个旋转驱动单元、一个主动齿轮及至少一个从动齿轮，所述主动齿轮设置在所述旋转驱动单元输出端，所述至少一个从动齿轮与所述主动齿轮相互啮合，所述至少一个从动齿轮与所述升降杆一一对应设置，每个所述从动齿轮固定设置在对应的所述升降杆靠近所述海洋平台的端部外圆周上。
优选地，每个所述驱动机构中的从动齿轮设置有一个，一个所述从动齿轮设置在对应的所述升降杆上，一个所述驱动机构驱动一个所述升降杆。
优选地，每个所述驱动机构中的从动齿轮设置有两个，两个所述从动齿轮以所述主动齿轮中心轴为对称轴对称设置，每一个所述从动齿轮对应设置在每一个所述升降杆上，一个所述驱动机构对应驱动两个所述升降杆转动。
进一步地，所述至少一个驱动机构沿所述桩腿圆周方向等角度间隔设置有多个，以使固桩架的升降平衡。
进一步地，所述升降杆轴向顶端通过第一回旋轴承安装在所述固桩架对应设置的定位孔中；所述海洋平台上固定设置有活动套装在所述桩腿上的定环梁，所述升降杆轴向底端通过第二回旋轴承安装在所述定环梁上对应设置的定位孔中，以实现升降杆与海洋平台的旋转配合。
进一步地，所述定环梁上设置有用于插入所述插销孔中的第三插销油缸组件。海洋平台升降到位后，第三插销油缸组件中的插销插入插销孔中，以实现海洋平台的定位。
更进一步地，所述第一插销油缸组件通过第一安装架安装在所述第一动环梁上；所述第二插销油缸组件通过第二安装架安装在所述第二动环梁上；所述第三插销油缸组件通过第三安装架安装在所述定环梁上。
优选地，所述插销孔沿所述桩腿圆周方向等角度间隔设置有多列。
进一步地，所述第一螺纹部和所述第二螺纹部的轴向长度不小于所述桩腿上沿所述桩腿轴向相邻的两个所述插销孔之间的距离，以最大限度的提高海洋平台的周期升降距离。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在桩腿上活动设置有两个动环梁，在固桩架与海洋平台之间设置有升降杆，升降杆上设置有分别对应与两个动环梁螺纹配合的第一螺纹部和第二螺纹部，第一螺纹部和第二螺纹部的螺纹反向布置，驱动机构与升降杆相互配合，在海洋平台升降的过程中，两个动环梁通过螺纹驱动沿桩腿交替移动，升降杆同步移动，因此，可使海洋平台快速升降，以提高操作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种复合式螺纹升降装置的结构示意图；
图2是图1中沿A-A面的剖视结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种复合式螺纹升降装置的俯视图；
图4是图3中沿B-B面的剖视结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种复合式螺纹升降装置。图1为本发明实施例的复合式螺纹升降装置的结构示意图，参考图1，该装置包括桩腿1及固定在海洋平台9上的固桩架2，桩腿1上沿桩腿1轴向间隔设置有多个插销孔23，桩腿1上沿桩腿1轴向从上至下依次活动套装有第一动环梁15及第二动环梁12，第一动环梁15上设置有用于插入到插销孔23中的第一插销油缸组件3，第二动环梁12上设置有用于插入到插销孔23中的第二插销油缸组件5；装置还包括驱动机构及在驱动机构驱动下可相对固桩架2和海洋平台9旋转的升降杆14，升降杆14与桩腿1轴向平行布置，升降杆14轴向两端分别旋转安装在固桩架2和海洋平台9上，升降杆14上沿升降杆14轴向设置有分别对应与第一动环梁15和第二动环梁12螺纹配合的第一螺纹部16和第二螺纹部13，第一螺纹部16和第二螺纹部13的螺纹反向设置。
本发明实施例通过在桩腿上活动设置有两个动环梁，在固桩架与海洋平台之间设置有升降杆，升降杆上设置有分别对应与两个动环梁螺纹配合的第一螺纹部和第二螺纹部，第一螺纹部和第二螺纹部的螺纹反向布置，驱动机构与升降杆相互配合，在海洋平台升降的过程中，两个动环梁通过螺纹驱动沿桩腿交替移动，升降杆同步移动，因此，可使海洋平台快速升降，以提高操作效率。
图2是图1中沿A-A面的剖视结构示意图。结合图2，本发明实施例的驱动机构可以设有至少一个，每个驱动机构可以包括一个旋转驱动单元7、一个主动齿轮18及至少一个从动齿轮17，主动齿轮18设置在旋转驱动单元7输出端，至少一个从动齿轮17与主动齿轮18相互啮合，至少一个从动齿轮17与升降杆14一一对应设置，每个从动齿轮17固定设置在对应的升降杆14靠近海洋平台9的端部外圆周上。旋转驱动单元7的输出端旋转，带动主动齿轮18转动，主动齿轮18与从动齿轮17啮合，使从动齿轮17转动，进而带动升降杆14转动。
结合图2，本发明实施例的每个驱动机构中的从动齿轮17可以设置有两个，两个从动齿轮17以主动齿轮18中心轴为对称轴对称设置，每一个从动齿轮17对应设置在每一个升降杆14上，使一个驱动机构可以对应驱动两个升降杆14转动。
在其他实施例中，从动齿轮17也可以只设置有一个，一个从动齿轮17对应套装在一个升降杆14上，这样一个驱动机构就对应驱动一个升降杆14转动。本发明实施例在此对从动齿轮17和升降杆14的个数不做限制。
结合图2，本发明实施例的驱动机构可以沿绕桩腿1圆周方向等角度间隔设置有多个，升降杆14相应的也沿绕桩腿1圆周方向等角度间隔设置有多个。多个驱动机构及升降杆14的设置，可以增大驱动力，另外，还由于多个驱动机构及升降杆14沿绕桩腿1圆周方向等角度间隔设置，可以使两个动环梁的受力平衡，避免由于受力不平衡而出现变形。
本发明实施例的第一动环梁15及第二动环梁12可以为正多边形，第一动环梁15及第二动环梁12的每个边上均对应设置有相互配合的驱动机构和升降杆。
本发明实施例的驱动机构中的旋转驱动单元7与对应的升降杆14之间需具有间隙，该间隙最好为3mm～6mm，可以避免二者产生干涉。
结合图2，本发明实施例的至少一个驱动机构沿桩腿1圆周方向等角度间隔设置有多个。多个驱动机构可以驱动多个升降杆14，不仅可以增大驱动力，还可以使两个动环梁的受力平衡，避免由于受力不平衡而出现变形。
本发明实施例的驱动机构中的旋转驱动单元7与对应的升降杆14之间需具有间隙，该间隙最好为3mm～6mm，可以避免二者产生干涉。
本发明实施例的驱动机构中的旋转驱动单元7可以为步进电机、齿轮箱等输出端做旋转运动的动力机构。
图3是本发明实施例提供的复合式螺纹升降装置的俯视图；图4是图3中沿B-B面的剖视结构示意图。结合图3及图4，本发明实施例的升降杆14轴向顶端可以通过第一回旋轴承22安装在固桩架2对应设置的定位孔中；在海洋平台9上可以固定设置有活动套装在桩腿1上的定环梁10，升降杆14轴向底端通过第二回旋轴承21安装在定环梁10上对应设置的定位孔中，以实现升降杆14与海洋平台9的旋转配合。
结合图1、图3及图4，本发明实施例的定环梁10上可以设置有用于插入插销孔23中的第三插销油缸组件11。当海洋平台9升降到位后，第三插销油缸组件11插入插销孔23中，以实现海洋平台9的定位。
结合图1，本发明实施例的第一插销油缸组件3通过第一安装架4安装在第一动环梁15上；第二插销油缸组件5通过第二安装架6安装在第二动环梁12上；第三插销油缸组件11通过第三安装架8安装在定环梁10上。
本发明实施例的第一插销油缸组件3、第二插销油缸组件5和第三插销油缸组件11均包括用于插入插销孔23中的插销和驱动插销在插销孔中往返伸缩的伸缩油缸。
本发明实施例的插销孔23可以沿桩腿1圆周方向等角度间隔设置有多列。相应地，第一插销油缸组件3、第二插销油缸组件5及第三插销油缸组件11也对应沿腿1圆周方向等角度间隔设置有多个。通过多个第一插销油缸组件3、多个第二插销油缸组件5及多个第三插销油缸组件11分别将第一动环梁15、第二动环梁12及定环梁10可拆卸连接在桩腿1上，可以降低每个第一插销油缸组件3、每个第二插销油缸组件5及每个第三插销油缸组件11上的承载力，同时又由于多个第一插销油缸组件3、多个第二插销油缸组件5及多个第三插销油缸组件11均绕桩腿1等角度间隔设置，因此可以平衡多个第一插销油缸组件3、多个第二插销油缸组件5及多个第三插销油缸组件11上的承载力，使第一动环梁15、第二动环梁12及定环梁10更加平稳。
本发明实施例的第一螺纹部16和第二螺纹部13的轴向长度最好不小于桩腿1上沿桩腿1轴向相邻的两个插销孔23之间的距离，以最大限度的提高海洋平台9的周期升降距离。
本发明实施例的固桩架2可以包括顶板2.1及围板2.2，顶板2.1和海洋平台9之间通过围板2.2连接，另外，顶板2.1中心部和海洋平台9需设置被桩腿1穿过的通孔。本发明实施例的顶板2.1、围板2.2和海洋平台9可以围成一个只有轴向两端开口的操作空间，防止因外界因素对内部构件产生影响，使用周期长。
需要说明的是，结合图4，本发明实施例的第一动环梁15和第二动环梁12内可以对应焊接设置有第一套筒19和第二套筒20，第一套筒19和第二套筒20内壁均自攻有螺纹，以实现第一动环梁15和第二动环梁12与对应第一螺纹部16和第二螺纹部13的螺纹配合；也可以在第一动环梁15和第二动环梁12内可以对应设置有通孔，在该通孔内壁直接自攻螺纹，以实现第一动环梁15和第二动环梁12与对应第一螺纹部16和第二螺纹部13的螺纹配合。
本发明实施例的第一螺纹部16和第二螺纹部13与对应的第一动环梁15和第二动环梁12之间的螺旋角小于摩擦角，以实现升降杆14停止转动时第一螺纹部16和第二螺纹部13与对应的第一动环梁15和第二动环梁12自动锁紧。
以下简述本发明实施例所提供的装置的工作过程：
初始状态：第一插销油缸组件3和第三插销油缸组件11从桩腿1上的插销孔23中拔出，使第一动环梁15和定环梁10均与桩腿1活动设置，第二插销油缸5插入桩腿1上的插销孔23中，使第二动环梁12与桩腿1固定设置，控制驱动机构工作，带动升降杆14正向转动，使第一动环梁15和定环梁10均沿桩腿1轴向向上移动，带动固桩架2及海洋平台9同步向上移动，并使第一动环梁15和第二动环梁12之间的距离拉长；
当第一动环梁15移动至下一插销孔23位置时，控制驱动机构停止工作，螺纹结构自锁；同时，第一插销油缸组件3插入桩腿1上的插销孔23中，使第一动环梁15与桩腿1固定设置，而第二插销油缸组件5从桩腿1上的插销孔23中拔出，使第二动环梁12和定环梁10均与桩腿1活动设置，控制驱动机构工作，带动升降杆14反向转动，使第二动环梁12和定环梁10均沿桩腿1轴向向上移动，带动固桩架2及海洋平台9同步向上移动，并使第一动环梁15和第二动环梁12之间的距离缩短，并回复至初始状态；
如此循环，实现海洋平台的上升动作；
海洋平台的下降动作则与上升动作的过程相反。
本发明实施例通过螺纹转动实现海洋平台升降，具有结构简单、控制精度高、稳定性较好、易于操作、维护方便的特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合式螺纹升降装置，所述装置包括桩腿(1)及固定在海洋平台(9)上的固桩架(2)，所述桩腿(1)上沿所述桩腿(1)轴向间隔设置有多个插销孔(23)，其特征在于，所述桩腿(1)上沿所述桩腿(1)轴向从上至下依次活动套装有第一动环梁(15)及第二动环梁(12)，所述第一动环梁(15)上设置有用于插入到所述插销孔(23)中的第一插销油缸组件(3)，所述第二动环梁(12)上设置有用于插入到所述插销孔(23)中的第二插销油缸组件(5)；所述装置还包括驱动机构及在所述驱动机构驱动下可相对所述固桩架(2)和所述海洋平台(9)旋转的升降杆(14)，所述升降杆(14)与所述桩腿(1)轴向平行布置，所述升降杆(14)轴向两端分别旋转安装在所述固桩架(2)和所述海洋平台(9)上，所述升降杆(14)上沿所述升降杆(14)轴向设置有分别对应与所述第一动环梁(15)和所述第二动环梁(12)螺纹配合的第一螺纹部(16)和第二螺纹部(13)，所述第一螺纹部(16)和所述第二螺纹部(13)的螺纹反向设置。
2.根据权利要求1所述的复合式螺纹升降装置，其特征在于，所述驱动机构设有至少一个，每个所述驱动机构包括一个旋转驱动单元(7)、一个主动齿轮(18)及至少一个从动齿轮(17)，所述主动齿轮(18)设置在所述旋转驱动单元(7)输出端，所述至少一个从动齿轮(17)与所述主动齿轮(18)相互啮合，所述至少一个从动齿轮(17)与所述升降杆(14)一一对应设置，每个所述从动齿轮(17)固定设置在对应的所述升降杆(14)靠近所述海洋平台(9)的端部外圆周上。
3.根据权利要求2所述的复合式螺纹升降装置，其特征在于，每个所述驱动机构中的从动齿轮(17)设置有一个，一个所述从动齿轮(17)设置在对应的所述升降杆(14)上，一个所述驱动机构驱动一个所述升降杆(14)。
4.根据权利要求2所述的复合式螺纹升降装置，其特征在于，每个所述驱动机构中的从动齿轮(17)设置有两个，两个所述从动齿轮(17)以所述主动齿轮(18)中心轴为对称轴对称设置，每一个所述从动齿轮(17)对应设置在每一个所述升降杆(14)上，一个所述驱动机构对应驱动两个所述升降杆(14)转动。
5.根据权利要求2所述的复合式螺纹升降装置，其特征在于，所述至少一个驱动机构沿所述桩腿(1)圆周方向等角度间隔设置有多个。
6.根据权利要求1所述的复合式螺纹升降装置，其特征在于，所述升降杆(14)轴向顶端通过第一回旋轴承(22)安装在所述固桩架(2)对应设置的定位孔中；所述海洋平台(9)上固定设置有活动套装在所述桩腿(1)上的定环梁(10)，所述升降杆(14)轴向底端通过第二回旋轴承(21)安装在所述定环梁(10)上对应设置的定位孔中。
7.根据权利要求6所述的复合式螺纹升降装置，其特征在于，所述定环梁(10)上设置有用于插入所述插销孔(23)中的第三插销油缸组件(11)。
8.根据权利要求7所述的复合式螺纹升降装置，其特征在于，所述第一插销油缸组件(3)通过第一安装架(4)安装在所述第一动环梁(15)上；所述第二插销油缸组件(5)通过第二安装架(6)安装在所述第二动环梁(12)上；所述第三插销油缸组件(11)通过第三安装架(8)安装在所述定环梁(10)上。
9.根据权利要求1-8任一项所述的复合式螺纹升降装置，其特征在于，所述插销孔(23)沿所述桩腿(1)圆周方向等角度间隔设置有多列。
10.根据权利要求9所述的复合式螺纹升降装置，其特征在于，所述第一螺纹部(16)和所述第二螺纹部(13)的轴向长度不小于所述桩腿(1)上沿所述桩腿(1)轴向相邻的两个所述插销孔(23)之间的距离。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161109 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |