CN107354930B - 一种升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升降装置，属于升降平台领域。该升降装置包括固桩架、插销机构、平台升降机构和桩腿升降机构，每个平台升降机构均包括齿轮、支撑轴、套筒、主油缸和副油缸，齿轮同轴套装在支撑轴上，齿轮的侧壁上沿周向间隔布置有多个挡块，套筒套装在支撑轴上，套筒的外侧壁上设置有副油缸安装板，副油缸的一端与副油缸安装板铰接，套筒的外侧壁上还铰接有推块，副油缸的另一端与推块铰接，主油缸的一端与固桩架铰接，主油缸的另一端与套筒的外侧壁铰接，从而可以控制副油缸伸缩，使推块贴紧挡块，并控制主油缸伸缩，从而推动齿轮转动，实现平台的升降，当平台移动一段距离后，可以通过控制插销油缸伸长，使插销伸入插销孔中，从而支撑平台。

Description

一种升降装置

技术领域

本发明涉及升降平台领域，特别涉及一种升降装置。

背景技术

升降平台是一种为在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物，是开发海洋石油的基础装备。升降平台通常由平台主体、桩腿、固桩架、升降装置组成，升降装置设置在固桩架上，固桩架则与平台主体连接，通过控制升降装置沿着桩腿移动，从而实现平台主体的移动。升降装置作为升降平台中的关键部分，在平台的设计制造和使用中受到高度重视，其性能的优劣直接影响平台的安全性能、使用性能及经济性。

升降装置通常有两种，液压插销式和齿轮齿条式。齿轮齿条式的升降装置主要包括减速机、马达和齿轮，马达与减速机的输入轴传动连接，齿轮设置在减速机的输出轴上，在升降平台的桩腿上设置有齿条，齿轮与齿条啮合，通过控制齿轮转动，从而可以实现平台的升降。

由于平台的重量很大，齿轮和减速机都需要承载很大的载荷，因此齿轮和减速机需要经常进行维护。而在现有的升降装置中，齿轮和减速机通常都设置在封闭的壳体内部，维护十分不方便。

发明内容

为了解决现有升降装置中，齿轮和减速机维护不方便的问题，本发明实施例提供了一种升降装置。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种升降装置，所述升降装置设置在桩腿上，所述桩腿上沿轴向间隔设置有多个插销孔，所述桩腿上还设置有沿轴向延伸的齿条，所述升降装置包括固桩架、插销机构、至少一个平台升降机构和至少一个桩腿升降机构，所述插销机构、所述平台升降机构和所述桩腿升降机构均设置在所述固桩架上，所述插销机构包括插销和插销油缸，所述插销与所述插销油缸连接，所述插销油缸用于控制所述插销插入或抽离所述插销孔，每个所述平台升降机构均包括齿轮、支撑轴、套筒、主油缸和副油缸，所述支撑轴设置在所述固桩架上，所述支撑轴能够绕所述支撑轴的轴线转动，所述齿轮同轴套装在所述支撑轴上，且所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿轮的侧壁上沿周向间隔布置有多个挡块，所述套筒可转动地套装在所述支撑轴上，所述套筒的外侧壁上设置有副油缸安装板，所述副油缸的一端与所述副油缸安装板铰接，所述套筒的外侧壁上还铰接有推块，所述副油缸的另一端与所述推块铰接，且所述副油缸的两端的转动轴线、所述推块的转动轴线均与所述支撑轴平行，所述主油缸的一端与所述固桩架铰接，所述主油缸的另一端与所述套筒的外侧壁铰接，且所述主油缸两端的转动轴线均与所述支撑轴平行，所述桩腿升降机构的结构与所述平台升降机构的结构相同，且所述桩腿升降机构与所述平台升降机构关于水平面对称布置。

优选地，所述升降装置包括两个所述平台升降机构和两个所述桩腿升降机构，两个所述平台升降机构和两个所述桩腿升降机构均关于所述桩腿对称设置。

进一步地，所述插销的轴线垂直于所述齿轮所在的平面，且所述插销的轴线与所述桩腿的轴线共面。

优选地，所述固桩架包括框架、第一底板和第二底板，所述第一底板和所述第二底板平行正对设置在所述框架上，且所述第一底板位于所述第二底板的下方，所述平台升降机构设置在所述第二底板远离所述第一底板一侧，所述桩腿升降机构设置在所述第二底板靠近所述第一底板一侧。

优选地，所述第一底板和所述第二底板上均设置有用于安装所述支撑轴的支撑座。

可选地，所述第二底板的两侧面上均设置有用于安装所述主油缸的主油缸支座。

优选地，所述支撑轴与所述套筒之间设置有轴承。

进一步地，所述套筒的外侧壁上设置有第一耳板和第二耳板，所述第一耳板与所述副油缸安装板共面，所述推块与所述第一耳板铰接，在所述套筒的轴向上，所述第二耳板与所述第一耳板相互间隔，所述主油缸与所述第二耳板铰接。

优选地，所述多个挡块与所述齿轮可拆卸连接。

优选地，所述多个挡块沿所述齿轮的周向等角度间隔分布。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在固桩架上设置平台升降机构和桩腿升降机构，其中平台升降机构包括齿轮、支撑轴、套筒、主油缸和副油缸，支撑轴可转动地设置在固桩架上，齿轮和套筒均同轴套装在支撑轴上，通过将主油缸的一端与固桩架铰接，将主油缸的另一端与套筒的外侧壁铰接，由于套筒可以相对支撑轴转动，因此可以通过控制主油缸伸缩，带动套筒在一定的角度范围内往复转动，通过在套筒的外侧壁上设置副油缸安装板和推块，通过将副油缸的一端与副油缸安装板铰接，将副油缸的另一端与推块铰接，从而可以通孔控制副油缸伸缩，带动推块转动，通过在齿轮的侧壁上设置多个挡块，从而可以控制副油缸伸缩，使推块贴紧挡块，并控制主油缸伸缩，推动齿轮转动，或者使齿轮在平台重力作用下缓慢转动，从而实现平台的升降，同时由于固桩架上设置有插销机构，因此当平台移动一段距离后，可以通过控制插销油缸伸长，使插销伸入桩腿上的插销孔中，从而支撑平台，再通过控制副油缸和主油缸伸缩，使推块贴紧另一个挡块，同时抽出插销，控制主油缸伸缩，继续推动齿轮转动，从而实现平台的连续升降。由于桩腿升降机构与平台升降机构的结构相同，且桩腿升降机构与平台升降机构关于水平面对称布置，因此可以通过控制桩腿升降机构中的主油缸和副油缸，实现桩腿的移动。由于不需要设置减速机，且齿轮直接暴露在外部且升降装置的结构简单，因此可以便于对升降装置进行维护。

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升降装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种升降装置的俯视图；

图3是本发明实施例提供的平台升降机构的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种套筒的结构示意图。

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。

图1是本发明实施例提供的一种升降装置的结构示意图。如图1所示，该升降装置设置在桩腿10上，桩腿10上沿轴向间隔设置有多个插销孔10a，桩腿10上还设置有沿轴向延伸的齿条11。

升降装置包括固桩架20、平台升降机构30和桩腿升降机构40，平台升降机构30和桩腿升降机构40均设置在固桩架20上，图2是本发明实施例提供的一种升降装置的俯视图，如图2所示，该升降装置还包括插销机构50，插销机构50也设置在固桩架20上。

插销机构50包括插销52和插销油缸51，插销52与插销油缸51连接，插销油缸51用于控制插销52插入或抽离插销孔10a。

图3是本发明实施例提供的平台升降机构的结构示意图，如图3所示，每个平台升降机构30均包括齿轮31、支撑轴32、套筒33、主油缸34和副油缸35，支撑轴32可绕轴线转动地设置在固桩架20上，齿轮31同轴套装在支撑轴32上，且齿轮31与齿条11啮合，齿轮31的侧壁上沿周向间隔布置有多个挡块311。套筒33可转动地套装在支撑轴32上，套筒33的外侧壁上设置有副油缸安装板331，副油缸35的一端与副油缸安装板331铰接，套筒33的外侧壁上还铰接有推块332，副油缸35的另一端与推块332铰接，且副油缸35的两端的转动轴线、推块332的转动轴线均与支撑轴32平行。主油缸34的一端与固桩架20铰接，主油缸34的另一端与套筒33的外侧壁铰接，且主油缸34两端的转动轴线均与支撑轴32平行。

参照图1，桩腿升降机构40的结构与平台升降机构30的结构相同，且桩腿升降机构40与平台升降机构30关于水平面A对称布置。

本发明实施例通过在固桩架上设置平台升降机构和桩腿升降机构，其中平台升降机构包括齿轮、支撑轴、套筒、主油缸和副油缸，支撑轴可转动地设置在固桩架上，齿轮和套筒均同轴套装在支撑轴上，通过将主油缸的一端与固桩架铰接，将主油缸的另一端与套筒的外侧壁铰接，由于套筒可以相对支撑轴转动，因此可以通过控制主油缸伸缩，带动套筒在一定的角度范围内往复转动，通过在套筒的外侧壁上设置副油缸安装板和推块，通过将副油缸的一端与副油缸安装板铰接，将副油缸的另一端与推块铰接，从而可以通孔控制副油缸伸缩，带动推块转动，通过在齿轮的侧壁上设置多个挡块，从而可以控制副油缸伸缩，使推块贴紧挡块，并控制主油缸伸缩，推动齿轮转动，或者使齿轮在平台重力作用下缓慢转动，从而实现平台的升降，同时由于固桩架上设置有插销机构，因此当平台移动一段距离后，可以通过控制插销油缸伸长，使插销伸入桩腿上的插销孔中，从而支撑平台，再通过控制副油缸和主油缸伸缩，使推块贴紧另一个挡块，同时抽出插销，控制主油缸伸缩，继续推动齿轮转动，从而实现平台的连续升降。由于桩腿升降机构与平台升降机构的结构相同，且桩腿升降机构与平台升降机构关于水平面对称布置，因此可以通过控制桩腿升降机构中的主油缸和副油缸，实现桩腿的移动。由于不需要设置减速机，且齿轮直接暴露在外部且升降装置的结构简单，因此可以便于对升降装置进行维护。

如图1所示，升降装置可以包括两个平台升降机构30和两个桩腿升降机构40，两个平台升降机构30和两个桩腿升降机构40均关于桩腿10对称设置，从而可以使升降装置的升降更加平稳。容易想到的是，桩腿10上也设置有两根齿条11，两根齿条11关于桩腿10的轴线对称设置。

插销52的轴线垂直于齿轮31所在的平面，且插销52的轴线与桩腿10的轴线共面。可以减小固桩架20的倾斜，使固桩架20在移动过程中更加平稳。

如图1所示，固桩架20可以包括框架23、第一底板21和第二底板22，第一底板21和第二底板22平行正对设置在框架23上，且第一底板21位于第二底板22的下方，平台升降机构30设置在第二底板22远离第一底板21一侧，桩腿升降机构40设置在第二底板22靠近第一底板21一侧。此外，框架23上还可以设置钢板，从而形成箱体结构，将平台升降机构30和桩腿升降机构40封闭在内部。固桩架20的结构简单，可以便于加工。实现时，框架23可以通过钢材焊接构成，第一底板21、第二底板22与框架23之间也可以焊接连接。

实现时，桩腿升降机构40与平台升降机构30可以关于第二底板22对称设置。

优选地，每个桩腿升降机构40和每个平台升降机构30中，齿轮31的两个侧壁上均可以设置多个挡块311，支撑轴32上均可以设置两个套筒33，两个套筒33关于齿轮31对称设置，每个套筒33的结构相同，均设置有推块332、副油缸安装板331和副油缸35，每个套筒33上均可以连接一个主油缸34，这样可以使齿轮31上受到的力更加对称，使齿轮31的转动更加平稳。

如图1所示，第一底板21和第二底板22上均设置有用于安装支撑轴32的支撑座221，以便于支撑轴32的安装。

进一步地，支撑座221上可以设置轴承座，轴承座内可以设置有轴承，支撑轴32通过轴承设置在支撑座221上，以便于支撑轴32的转动。

支撑座221与第一底板21或第二底板22之间还可以设置肋板2211，以提高支撑座221的结构强度，减小形变量。

在本发明的另一种实现方式中，也可以将支撑座221分别设置在第二底板22的两侧面上。优选将支撑座221分别设置在第一底板21和第二底板22上，这样可以便于进行维修。

如图1所示，第二底板22的两侧面上均可以设置有用于安装主油缸34的主油缸支座222，由于在控制平台或桩腿升降时，主油缸34会产生较大的作用力，通过设置主油缸支座222可以便于主油缸34的安装，为主油缸34提供牢固的支撑。

参照图1，由于桩腿升降机构40与平台升降机构30关于第二底板22对称设置，使得平台升降机构30的主油缸34伸长时，平台升降机构30的齿轮31的转动方向与桩腿升降机构40的主油缸34伸长时，桩腿升降机构40的齿轮31的转动方向相反，当平台升降机构30的主油缸34伸长时，可以带动平台沿桩腿10上升，当桩腿升降机构40的主油缸34伸长时，可以带动桩腿10上升。

图4是本发明实施例提供的一种套筒的结构示意图，如图4所示，套筒33的外侧壁上可以设置有第一耳板334和第二耳板333，第一耳板334与副油缸安装板331共面，推块332与第一耳板334铰接，在套筒33的轴向上，第二耳板333与第一耳板334相互间隔，主油缸34与第二耳板333铰接，从而可以方便推块332和主油缸34与套筒33的连接。

实现时，第一耳板334、第二耳板333以及副油缸安装板331均可以与套筒33焊接连接。

再次参照图2，套筒33的长度可以与齿轮31和支撑座221之间的距离相等，从而避免套筒33产生轴向的移动。

优选地，所述支撑轴32与所述套筒33之间可以设置有轴承33a，以便于套筒33的转动。

优选地，多个挡块311可以与齿轮31可拆卸连接，由于挡块311在工作过程中需要承受较大的负载，容易损坏，将挡块311设置可拆卸的形式可以便于对损坏的挡块311进行更换。具体可以将挡块311与齿轮31通过螺栓连接。

图3中所示的挡块311在齿轮31上的正投影为曲边三角形，即挡块311在齿轮31上的正投影为三边形，且其中一条边为曲边。挡块311的与推块332接触的表面为平面，这样的形状有利于减小挡块311的体积，从而降低重量，同时还可以避免副油缸35伸缩时，挡块311与推块332发生干涉。在其他实施例中，挡块311也可以是四棱柱、圆柱等其他形状。

实现时，多个挡块311沿齿轮31的周向等角度间隔分布，这样在控制推块332与另一个挡块311接触时，可以控制主油缸34和副油缸35伸缩相同的长度，从而可以便于控制主油缸34和副油缸35伸缩。

以下结合图1简单说明本发明实施例提供的升降装置的工作过程：

平台的升降：控制平台升降时，桩腿升降机构的主油缸和副油缸均处于缩短状态，桩腿升降机构的推块与挡块分离。

初始状态时，插销机构的插销插入在插销孔中，推块与挡块分离。在平台升降机构中，先控制副油缸和主油缸伸长，使推块贴紧挡块，并控制副油缸锁止，控制插销抽离插销孔，控制主油缸伸长，以通过推块推动挡块，使齿轮逆时针转动，带动平台上升，平台上升一段距离后，停止主油缸的伸长，控制插销插入对应位置的插销孔，控制副油缸和主油缸缩短，使推块与挡块分离，以恢复初始状态，重复上述过程，即可实现平台的连续上升。在控制插销抽离插销孔后，控制主油缸缩短，使齿轮在平台重力作用下顺时针转动，转动过程中挡块始终紧贴推块，使平台逐渐下降，平台下降一段距离后，停止主油缸的缩短，控制插销插入对应位置的插销孔。控制副油缸缩短，主油缸伸长，使推块与挡块分离，以恢复初始状态，重复上述过程即可实现平台的连续下降。

桩腿的升降：控制桩腿升降时，平台升降机构的主油缸和副油缸均处于缩短状态，平台升降机构的推块与挡块分离。

初始状态时，插销机构的插销插入在插销孔中，推块与挡块分离。在桩腿升降机构中，先控制副油缸和主油缸伸长，使推块贴紧挡块，并控制副油缸锁止，控制插销抽离插销孔，控制主油缸伸长，以通过推块推动挡块，使齿轮顺时针转动，带动桩腿上升，桩腿上升一段距离后，停止主油缸的伸长，控制插销插入对应位置的插销孔，控制副油缸和主油缸缩短，使推块与挡块分离，以恢复初始状态，重复上述过程，即可实现桩腿的连续上升。在控制插销抽离插销孔后，控制主油缸缩短，使齿轮在桩腿的重力作用下逆时针转动，转动过程中挡块始终紧贴推块，使桩腿逐渐下降，桩腿下降一段距离后，停止主油缸的缩短，控制插销插入对应位置的插销孔。控制副油缸缩短，主油缸伸长，使推块与挡块分离，以恢复初始状态，重复上述过程即可实现桩腿的连续下降。

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)

1.一种升降装置，所述升降装置设置在桩腿(10)上，所述桩腿(10)上沿轴向间隔设置有多个插销孔(10a)，所述桩腿(10)上还设置有沿轴向延伸的齿条(11)，其特征在于，所述升降装置包括固桩架(20)、插销机构(50)、至少一个平台升降机构(30)和至少一个桩腿升降机构(40)，所述插销机构(50)、所述平台升降机构(30)和所述桩腿升降机构(40)均设置在所述固桩架(20)上，所述插销机构(50)包括插销(52)和插销油缸(51)，所述插销(52)与所述插销油缸(51)连接，所述插销油缸(51)用于控制所述插销(52)插入或抽离所述插销孔(10a)，每个所述平台升降机构(30)均包括齿轮(31)、支撑轴(32)、套筒(33)、主油缸(34)和副油缸(35)，所述支撑轴(32)设置在所述固桩架(20)上，所述支撑轴(32)能够绕所述支撑轴(32)的轴线转动，所述齿轮(31)同轴套装在所述支撑轴(32)上，且所述齿轮(31)与所述齿条(11)啮合，所述齿轮(31)的侧壁上沿周向间隔布置有多个挡块(311)，所述套筒(33)可转动地套装在所述支撑轴(32)上，所述套筒(33)的外侧壁上设置有副油缸安装板(331)，所述副油缸(35)的一端与所述副油缸安装板(331)铰接，所述套筒(33)的外侧壁上还铰接有推块(332)，所述副油缸(35)的另一端与所述推块(332)铰接，且所述副油缸(35)的两端的转动轴线、所述推块(332)的转动轴线均与所述支撑轴(32)平行，所述主油缸(34)的一端与所述固桩架(20)铰接，所述主油缸(34)的另一端与所述套筒(33)的外侧壁铰接，且所述主油缸(34)两端的转动轴线均与所述支撑轴(32)平行，所述桩腿升降机构(40)的结构与所述平台升降机构(30)的结构相同，且所述桩腿升降机构(40)与所述平台升降机构(30)关于水平面对称布置。

2.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述升降装置包括两个所述平台升降机构(30)和两个所述桩腿升降机构(40)，两个所述平台升降机构(30)和两个所述桩腿升降机构(40)均关于所述桩腿(10)对称设置。

3.根据权利要求2所述的升降装置，其特征在于，所述插销(52)的轴线垂直于所述齿轮(31)所在的平面，且所述插销(52)的轴线与所述桩腿(10)的轴线共面。

4.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述固桩架(20)包括框架(23)、第一底板(21)和第二底板(22)，所述第一底板(21)和所述第二底板(22)平行正对设置在所述框架(23)上，且所述第一底板(21)位于所述第二底板(22)的下方，所述平台升降机构(30)设置在所述第二底板(22)远离所述第一底板(21)一侧，所述桩腿升降机构(40)设置在所述第二底板(22)靠近所述第一底板(21)一侧。

5.根据权利要求4所述的升降装置，其特征在于，所述第一底板(21)和所述第二底板(22)上均设置有用于安装所述支撑轴(32)的支撑座(221)。

6.根据权利要求4所述的升降装置，其特征在于，所述第二底板(22)的两侧面上均设置有用于安装所述主油缸(34)的主油缸支座(222)。

7.根据权利要求1～6任一项所述的升降装置，其特征在于，所述支撑轴(32)与所述套筒(33)之间设置有轴承(33a)。

8.根据权利要求1～6任一项所述的升降装置，其特征在于，所述套筒(33)的外侧壁上设置有第一耳板(334)和第二耳板(333)，所述第一耳板(334)与所述副油缸安装板(331)共面，所述推块(332)与所述第一耳板(334)铰接，在所述套筒(33)的轴向上，所述第二耳板(333)与所述第一耳板(334)相互间隔，所述主油缸(34)与所述第二耳板(333)铰接。

9.根据权利要求1～6任一项所述的升降装置，其特征在于，所述多个挡块(311)与所述齿轮(31)可拆卸连接。

10.根据权利要求1～6任一项所述的升降装置，其特征在于，所述多个挡块(311)沿所述齿轮(31)的周向等角度间隔分布。