CN108394531B - 一种海上风电运维船稳定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海上风电运维船稳定装置，包括对称安装在风电运维船两侧的多个能收放的稳定器，所述稳定器包括驱动器、连杆、稳定板和用于控制稳定板自由状态的固定机构，所述驱动器固定安装在风电运维船的外舷上，所述连杆的一端和驱动器固定连接，另一端与稳定板可旋转式连接，所述固定机构位于连杆的另一端。本发明具有结构简单，可靠性较高的特点，能显著提高运维船靠近风电机组塔架停泊时运维船的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及船舶稳定技术领域，特别涉及一种海上风电运维船稳定装置。
背景技术
海上风电的运行维护需要运维船。当前，我国的海上风电运维船基本上是选用普通的船只，没有安装稳定装置。这些船只在靠近海上风机的塔架时，在海面波浪作用下，船只会出现明显的摇摆运动和垂荡运动，不仅增加了维修人员从船上登上风机塔架的难度，还增加了配件吊运的难度。
现有船舶的稳定装置大多是为了提高船舶在航行过程中的稳定性，CN104960641A公开了一种船舶稳定装置，在船身上安装一个高速旋转的转子，利用转子吸收波浪作用在运维船上的能量，达到稳定运维船的目的。CN102381452A公布了一种船舶稳定装置，在船上安装了一个高速旋转的飞轮，利用飞轮吸收波浪作用在运维船上的能量，达到稳定运维船的目的。以上两个专利均是解决船舶在行走过程中的稳定性问题，对海上风电运维船而言，行驶过程中的稳定性不是最重要的，最重要的是船只靠近风机塔架时，需要运维船具有好的稳定性，以利于维修人员的登塔和维修配件的吊运。由此可见，海上风电运维船急需解决的问题是：如何提高运维船在靠近风电机组塔架停泊时风电运维船的稳定功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种海上风电运维船稳定装置，它具有结构简单，可靠性较高的特点，能显著提高运维船靠近风电机组塔架停泊时风电运维船的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种海上风电运维船稳定装置，包括对称安装在风电运维船两侧的多个能收放的稳定器，此处的对称安装可以呈轴对称安装，也可以是呈中心对称安装，所述稳定器包括驱动器、连杆、稳定板和用于控制稳定板自由状态的固定机构，所述驱动器固定安装在风电运维船的外舷上，所述连杆的一端和驱动器固定连接，另一端与稳定板可旋转式连接，所述固定机构位于连杆的另一端。
作为上述技术方案的进一步改进：所述稳定器在风电运维船外舷的安装位置位于风电运维船在水中时的水面以上，保证在不使用稳定器时，海水不会对稳定器造成影响，稳定器也不会影响风电运维船的正常行驶。
进一步的，当所述连杆竖直向下时，所述稳定板完全处于风电运维船底部以下的水中，稳定板的入水深度大于风电运维船停泊作业时水面最大波浪高度的2倍。
进一步的，所述连杆和稳定板之间采用铰接的方式连接，当连杆处于水平位置时，稳定板和连杆相互平行；当连杆处于竖直向下位置时，稳定板和连杆相互垂直。
进一步的，稳定器还包括安装在风电运维船上并用于控制稳定器收放的锁紧机构，锁紧机构包括安装在风电运维船外舷的水平方向的水平锁紧机构和安装在风电运维船的外舷的竖直方向的竖直锁紧机构，所述水平锁紧机构和竖直锁紧机构均处于相对布置的两个稳定器之间的风电运维船外舷上。
进一步的，所述稳定器的数量为四个，分别分布在风电运维船外舷的左上、右上、左下、右下位置处，其中左上稳定器和右上稳定器、左下稳定器和右下稳定器分别相对风电运维船的纵向中心线对称布置。
进一步的，所述固定机构在控制信号作用下能产生打开和闭合动作，当连杆处于竖直向下且风电运维船需要开启稳定功能时，固定机构闭合，稳定板和连杆保持竖直固定连接状态；当风电运维船不需要开启稳定功能时，固定机构打开，连杆在驱动器作用下从竖直向下的位置回到水平位置。
进一步的，所述水平锁紧机构在控制信号作用下能产生打开和闭合动作，当水平锁紧机构处于打开状态时，连杆在驱动器作用下从水平位置向竖直向下位置运动；当连杆处于水平状态且水平锁紧机构处于闭合状态时，水平锁紧机构能固定连杆的位置。
进一步的，所述竖直锁紧机构在控制信号作用下能产生打开和闭合动作，当竖直锁紧机构处于打开状态时，连杆在驱动器作用下从竖直向下位置向水平位置运动；当连杆处于竖直状态且竖直锁紧机构处于闭合状态时，竖直锁紧机构能固定连杆的位置。
进一步的，所述稳定板的形状为扁平长条板，以尽可能增大稳定板和海水之间的阻尼力。
本发明的工作过程与工作原理如下：风电运维船正常行走时，每个稳定器的水平锁紧装置关闭，稳定器处于水平位置，且位于水面以上，不影响风电运维船的正常行驶；风电运维船靠近风机塔架准备作业时，稳定器的水平锁紧装置打开，连杆在驱动器作用下从水平位置向竖直向下位置运动，在运动过程中，稳定板跟随连杆一起转动，稳定板和连杆之间是铰接连接，稳定板在重力作用下自动展开，当连杆转动到竖直向下位置时，稳定板和连杆成垂直状态，驱动器停止转动，稳定器的竖直锁紧装置关闭，连杆和稳定板之间保持垂直固定连接关系，由于稳定板的入水深度大于风电运维船停泊作业时水面最大波浪高度的2倍，因此四个稳定器的稳定板均位于风电运维船底部以下水面中，当风电运维船在海面波浪作用下发生横摇、纵荡等运动时，风电运维船会带动稳定器的稳定板产生运动，稳定板在运动过程中会受到海水的阻尼力，从而抑制风电运维船的运动，阻尼力的大小与稳定板的横截面积成正比、与稳定板和水平面之间的水流速度差成正比，将偶数个稳定器对称布置于风电运维船的外舷，可以实现风电运维船纵向和横向的最大平衡力矩，从而最大限度地提高风电运维船在波浪作用下的稳定性；风电运维船停止作业准备航行时，稳定器的竖直锁紧装置打开，驱动器将连杆从竖直向下位置旋转至水平位置，连杆提升过程中，稳定板在重力作用下向连杆自动缩紧，当连杆处于水平位置时，稳定板和连杆平行，连杆的水平锁紧装置闭合，连杆和稳定板被固定在水平位置，风电运维船可以正常行驶。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明结构简单，只需要在运维船的风电运维船外舷对称增加稳定器即可，稳定器工作时不需要耗能；
2、本发明使用方便，运维船行走时，只需将稳定器置于水平位置，关闭水平锁紧装置即可，不影响运维船的正常行驶，不会增加运维船行驶过程中的阻力，运维船靠近风机塔架准备作业时，开启水平锁紧装置，驱动器带动连杆从水平位置转至竖直向下位置，关闭竖直锁紧装置，稳定器即可工作，运维船结束作业准备航行时，打开竖直锁紧装置，驱动器带动连杆从垂直向下位置转至水平位置，关闭水平锁紧装置，运维船即可航行；
3、本发明工作效果好，将稳定器对称布置于运维船的外舷，可以实现运维船纵向和横向的最大平衡力矩，从而最大限度地提高运维船在波浪作用下的稳定性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中稳定器的结构及其工作示意图；
图3是风电运维船正常行驶时本发明中稳定器所处位置示意图；
图4是风电运维船停泊时本发明中稳定器所处位置纵向示意图；
图5是风电运维船停泊时本发明中稳定器所处位置横向示意图。
图例说明：
1、风电运维船；2、稳定器；21、驱动器；22、连杆；23、稳定板；24、固定机构；25、锁紧机构；251、水平锁紧机构；252、竖直锁紧机构。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
如图1至图5所示，一种海上风电运维船稳定装置，包括对称安装在风电运维船1两侧的多个能收放的稳定器2，稳定器2包括驱动器21、连杆22、稳定板23和用于控制稳定板23自由状态的固定机构24，驱动器21固定安装在风电运维船1的外舷上，连杆22的一端和驱动器21固定连接，另一端与稳定板23可旋转式连接，固定机构24位于连杆22的另一端。
本实施例中，稳定器2在风电运维船1外舷的安装位置位于风电运维船1在水中时的水面以上。
本实施例中，当连杆22竖直向下时，稳定板23完全处于风电运维船1底部以下的水中，稳定板23的入水深度大于风电运维船1停泊作业时水面最大波浪高度的2倍。
本实施例中，连杆22和稳定板23之间采用铰接的方式连接，当连杆22处于水平位置时，稳定板23和连杆22相互平行；当连杆22处于竖直向下位置时，稳定板23和连杆22相互垂直。
本实施例中，稳定器2还包括安装在风电运维船1上并用于控制稳定器2收放的锁紧机构25，锁紧机构25包括安装在风电运维船1外舷的水平方向的水平锁紧机构251和安装在风电运维船1的外舷的竖直方向的竖直锁紧机构252，水平锁紧机构251和竖直锁紧机构252均处于相对布置的两个稳定器2之间的风电运维船1外舷上；在本发明的其他应用实施例中，锁紧机构25也可以是伸缩结构，稳定器2也为伸缩式结构，锁紧机构25通过伸缩来调节是否固定稳定器2，稳定器2通过伸缩决定是否起稳定作用。
本实施例中，四个稳定器2分别分布在风电运维船1外舷的左上、右上、左下、右下位置处，其中左上稳定器2和右上稳定器2、左下稳定器2和右下稳定器2分别相对风电运维船1的纵向中心线对称布置。
本实施例中，固定机构24在控制信号作用下能产生打开和闭合动作，当连杆22处于竖直向下且风电运维船1需要开启稳定功能时，固定机构24闭合，稳定板23和连杆22保持竖直固定连接状态；当风电运维船1不需要开启稳定功能时，固定机构24打开，连杆22在驱动器21作用下从竖直向下的位置回到水平位置。
本实施例中，水平锁紧机构251在控制信号作用下能产生打开和闭合动作，当水平锁紧机构251处于打开状态时，连杆22在驱动器21作用下从水平位置向竖直向下位置运动；当连杆22处于水平状态且水平锁紧机构251处于闭合状态时，水平锁紧机构251能固定连杆22的位置。
本实施例中，竖直锁紧机构252在控制信号作用下能产生打开和闭合动作，当竖直锁紧机构252处于打开状态时，连杆22在驱动器21作用下从竖直向下位置向水平位置运动；当连杆22处于竖直状态且竖直锁紧机构252处于闭合状态时，竖直锁紧机构252能固定连杆22的位置。
本实施例中，稳定板23的形状为扁平长条板。
Claims (9)
1.一种海上风电运维船稳定装置，其特征在于：包括对称安装在风电运维船（1）两侧的多个能收放的稳定器（2），所述稳定器（2）包括驱动器（21）、连杆（22）、稳定板（23）和用于控制稳定板（23）自由状态的固定机构（24），所述驱动器（21）固定安装在风电运维船（1）的外舷上，所述连杆（22）的一端和驱动器（21）固定连接，另一端与稳定板（23）可旋转式连接，所述固定机构（24）位于连杆（22）的另一端；稳定器（2）还包括安装在风电运维船（1）上并用于控制稳定器（2）收放的锁紧机构（25），锁紧机构（25）包括安装在风电运维船（1）外舷的水平方向的水平锁紧机构（251）和安装在风电运维船（1）的外舷的竖直方向的竖直锁紧机构（252），所述水平锁紧机构（251）和竖直锁紧机构（252）均处于相对布置的两个稳定器（2）之间的风电运维船（1）外舷上。
2.根据权利要求1所述的海上风电运维船稳定装置，其特征在于：所述稳定器（2）在风电运维船（1）外舷的安装位置位于风电运维船（1）在水中时的水面以上。
3.根据权利要求1所述的海上风电运维船稳定装置，其特征在于：当所述连杆（22）竖直向下时，所述稳定板（23）完全处于风电运维船（1）底部以下的水中，稳定板（23）的入水深度大于风电运维船（1）停泊作业时水面最大波浪高度的2倍。
4.根据权利要求1所述的海上风电运维船稳定装置，其特征在于：所述连杆（22）和稳定板（23）之间采用铰接的方式连接，当连杆（22）处于水平位置时，稳定板（23）和连杆（22）相互平行；当连杆（22）处于竖直向下位置时，稳定板（23）和连杆（22）相互垂直。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的海上风电运维船稳定装置，其特征在于：所述稳定器（2）的数量为四个，分别分布在风电运维船（1）外舷的左上、右上、左下、右下位置处，其中左上稳定器（2）和右上稳定器（2）、左下稳定器（2）和右下稳定器（2）分别相对风电运维船（1）的纵向中心线对称布置。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的海上风电运维船稳定装置，其特征在于：所述固定机构（24）在控制信号作用下能产生打开和闭合动作，当连杆（22）处于竖直向下且风电运维船（1）需要开启稳定功能时，固定机构（24）闭合，稳定板（23）和连杆（22）保持竖直固定连接状态；当风电运维船（1）不需要开启稳定功能时，固定机构（24）打开，连杆（22）在驱动器（21）作用下从竖直向下的位置回到水平位置。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的海上风电运维船稳定装置，其特征在于：所述水平锁紧机构（251）在控制信号作用下能产生打开和闭合动作，当水平锁紧机构（251）处于打开状态时，连杆（22）在驱动器（21）作用下从水平位置向竖直向下位置运动；当连杆（22）处于水平状态且水平锁紧机构（251）处于闭合状态时，水平锁紧机构（251）能固定连杆（22）的位置。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的海上风电运维船稳定装置，其特征在于：所述竖直锁紧机构（252）在控制信号作用下能产生打开和闭合动作，当竖直锁紧机构（252）处于打开状态时，连杆（22）在驱动器（21）作用下从竖直向下位置向水平位置运动；当连杆（22）处于竖直状态且竖直锁紧机构（252）处于闭合状态时，竖直锁紧机构（252）能固定连杆（22）的位置。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的海上风电运维船稳定装置，其特征在于：所述稳定板（23）的形状为扁平长条板。
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