CN108860471A - 一种尾翼可伸长的鱼雷锚 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尾翼可伸长的鱼雷锚，包括鱼雷锚与夹板；鱼雷锚由锚身外侧焊接多个尾翼而成，锚身的下端设置锥形状的锚头，锚身的上端设置孔径比锚身内部中空部位直径小的孔洞，尾翼内部设置空腔；多个夹板焊接在端头的外侧，端头的上部内凹处设置系泊杆，端头的下端通过圆轴与防脱盘相连；组装时，防脱盘嵌于锚身内部后无法从锚身上端的孔洞中拔出，各夹板嵌入各相应尾翼的空腔中，形成圆轴在锚身内部、夹板在尾翼的空腔内部可同步拉长或嵌入的整体结构。施工结束后所提鱼雷锚在锚链拉力的作用下夹板从空腔中伸出，鱼雷锚与土体接触的表面积增大，提高了鱼雷锚与土体之间的摩擦力，最终增加了鱼雷锚的抗拔承载力。

Description

一种尾翼可伸长的鱼雷锚

技术领域

本发明涉及深海浮式平台或深水网箱的锚泊技术领域，具体是一种尾翼可伸长的鱼雷锚。

背景技术

鱼雷锚是动力贯入锚的一种，一般长约15m，重达130吨。锚自身的形状类似鱼雷，故得名鱼雷锚。锚身一般有4个尾鳍。鱼雷锚锚身形如圆柱状，内部中空，可以填充高密度的材料如混凝土、废金属等来增加自重和降低锚重心而维持其稳定性，下端部呈锥形状，便于贯入海床土体中。

鱼雷锚贯入海床后，其抗拔承载力主要来源为：自重及表面积与海床土体的摩擦力。提高鱼雷锚抗拔承载力的方法有：1）提高鱼雷锚的自重。但锚体重量过大后，对运输与施工机械的要求也相应提高，往往不经济；2）把鱼雷锚贯入海床更大的深度。深度越大海床土体的强度越高，其与锚体表面的摩擦力越大。但已有的施工措施已尽可能的使鱼雷锚贯入至最大深度。3）提高鱼雷锚的表面积。在自重与贯入深度一定的情况下，鱼雷锚的表面积越大，其与土体的摩擦力越大，抗拔承载力越大。但鱼雷锚的表面积越大，施工沉贯时的阻力也越大，导致贯入深度减小。况且传统鱼雷锚的表面积是固定的，无法简单的扩大。

发明内容 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种尾翼可伸长的鱼雷锚，其尾翼的空腔内嵌入夹板，在鱼雷锚贯入海床后夹板可以拉出，使工作期间鱼雷锚的表面积增大，增加鱼雷锚与土体的摩擦力，从而提高其抗拔承载力。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种尾翼可伸长的鱼雷锚，其特征在于：包括中心轴竖直的锚身，锚身的下端同轴连接有锚头，锚身的外侧设有多个尾翼，每个尾翼内有平行于锚身轴向的空腔，且空腔上侧延伸至尾翼顶部形成腔口，所述锚身内部中空，锚身上端设有与锚身内部中空同轴连通的孔洞，还包括同轴设置在锚身上端的端头，端头顶部设有内凹，内凹中设有系泊杆，端头底部同轴连接有圆轴，所述圆轴向下穿过孔洞伸入锚身内，且圆轴下端被限位在锚身内部，端头外侧设有多个夹板，每个夹板分别沿轴向向下延伸并超过端头底面，夹板数量与锚身外侧尾翼数量相同，且夹板一一对应嵌入尾翼的空腔中。

所述的一种尾翼可伸长的鱼雷锚，其特征在于：所述圆轴与锚身上端孔洞间隙配合。

所述的一种尾翼可伸长的鱼雷锚，其特征在于：所述锚身上端孔洞直径小于锚身内部中空直径，圆轴下端在锚身内部同轴连接有防脱盘，所述防脱盘直径小于锚身内部中空直径，防脱盘直径大于孔洞直径，防脱盘在锚身内部的最大移动距离小于夹板嵌入空腔内的最大深度，由防脱盘实现圆轴下端限位在锚身内部。

所述的一种尾翼可伸长的鱼雷锚，其特征在于：所述夹板的轴向长度大于端头轴向长度，夹板一侧上部与端头焊接相连，且夹板的顶部边缘不高于端头的顶面；夹板的位置、数量分别与尾翼的位置、数量相同；夹板的宽度与厚度分别小于空腔的宽度与厚度，夹板能嵌入相应尾翼的空腔内。

与现有技术相比，本发明的优点为：施工时，夹板嵌入空腔内，端头的底部与锚身的顶部紧密相连，所提鱼雷锚的表面积与传统鱼雷锚的表面积基本相同，即施工难度并未增加；施工结束后，在锚链拉力的作用下端头与夹板一起向上被拉长，夹板从空腔中伸出，夹板被拉出的部分为新增的与土体接触的部分，即所提鱼雷锚与土体接触的表面积有所增大，必然提高了鱼雷锚与土体之间的摩擦力，最终提高了鱼雷锚的抗拔承载力。

附图说明

图1 为本发明所提鱼雷锚主视图。

图2 为本发明所提鱼雷锚俯视图。

图3 为本发明所提鱼雷锚三维结构示意图。

图4 为本发明所提鱼雷锚夹板拉出后主视图。

图5 为本发明所提鱼雷锚夹板拉出后三维结构示意图。

图6 为本发明所提鱼雷锚下部结构三维结构示意图。

图7 为本发明所提鱼雷锚上部结构三维结构示意图。

图8 为本发明所提鱼雷锚上部结构仰视图。

图9 为本发明所提鱼雷锚的尾翼三维结构示意图。

图10 为本发明所提鱼雷锚的夹板套入尾翼三维结构示意图。

图11 为本发明所提鱼雷锚剖面图。

图12 为本发明所提鱼雷锚夹板拉出后的剖面图。

图13 为本发明所提鱼雷锚依靠自重贯入海床示意图。

图14 为施工时张拉锚链拉出夹板示意图。

附图标记说明：1、锚身；2、锚头；3、尾翼；4、夹板；5、端头；6、系泊杆；7、圆轴；8、防脱盘；9、空腔；10、填充物；11、锚链；A、海床面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-图14所示，一种尾翼可伸长的鱼雷锚，包括中心轴竖直的锚身1，锚身1的下端同轴连接有锚头2，锚身1的外侧设有多个尾翼3，每个尾翼3内有平行于锚身轴向的空腔9，且空腔9上侧延伸至尾翼3顶部形成腔口，锚身1内部中空，锚身1上端设有与锚身1内部中空同轴连通的孔洞，还包括同轴设置在锚身1上端的端头5，端头5顶部设有内凹，内凹中设有系泊杆6，端头5底部同轴连接有圆轴7，圆轴7向下穿过孔洞伸入锚身1内，且圆轴7下端被限位在锚身1内部，端头5外侧设有多个夹板4，每个夹板4分别沿轴向向下延伸并超过端头5底面，夹板4数量与锚身1外侧尾翼3数量相同，且夹板4一一对应嵌入尾翼3的空腔9中。

圆轴7与锚身1上端孔洞间隙配合。

锚身1上端孔洞直径小于锚身1内部中空直径，圆轴7下端在锚身1内部同轴连接有防脱盘8，防脱盘8直径小于锚身1内部中空直径，防脱盘8直径大于孔洞直径，防脱盘8在锚身1内部的最大移动距离小于夹板4嵌入空腔9内的最大深度，由防脱盘8实现圆轴7下端限位在锚身1内部。

夹板4的轴向长度大于端头5轴向长度，夹板4一侧上部与端头5焊接相连，且夹板4的顶部边缘不高于端头5的顶面；夹板4的位置、数量分别与尾翼3的位置、数量相同；夹板4的宽度与厚度分别小于空腔9的宽度与厚度，夹板4能嵌入相应尾翼3的空腔9内。

本发明包括鱼雷锚与夹板4；所述的鱼雷锚由内部中空的锚身1外侧对称的焊接多个尾翼3而成，锚身1的下端设置锥形状的锚头2，锚身1的上端设置孔径比锚身1内部中空部位直径小的孔洞，尾翼3内部设置空腔9；所述的多个夹板4对称的焊接在与锚身1外径相同的端头5的外侧，端头5的上部内凹处设置系泊杆6，端头5的下端通过圆轴7与防脱盘8相连；组装时，防脱盘8嵌于锚身1内部后无法从锚身1上端的孔洞中拔出，各夹板4嵌入各相应尾翼3的空腔9中，形成圆轴7在锚身1内部、夹板4在尾翼3的空腔9内部可同步拉长或嵌入的整体结构。

上述提及的“外侧”、“下端”、“上端”、“上部”等方位词，是基于所提鱼雷锚施工时的姿态来确定的。施工时所提鱼雷锚悬吊于海床上方，且处于铅锤状态；贯入海床后，如倾斜角度较小，鱼雷锚也基本处于铅锤状态，如图13与图14所示。在此姿态下，来确定各方位词的具体指向，说明书中其它地方所提的方位词也按此姿态推定得到。上述方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者构件必须具有特定的方位、构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

锚身1的内部中空，中空处装入填充物10，填充物10可选用高密度的材料如混凝土、废金属等，用以增加鱼雷锚自重和降低鱼雷锚重心，维持鱼雷锚贯入海床过程中的稳定性与铅垂度。应确保防脱盘8在锚身1内部运动时，不会与填充物10发生碰撞与接触。

端头5的高度不大于30cm，夹板4的高度大于端头5高度的4倍，夹板4上部与端头5焊接相连，且夹板4的上边缘不高于端头5的上边缘，如图7与图8所示。可见，夹板4仅上部一小段与端头5焊接相连，下部还有较长的部分处于自由状态，该部分后续将嵌入尾翼3的空腔9中。夹板4的位置、数量分别与尾翼3的位置、数量相同，使各夹板4能嵌入相应的尾翼3的空腔9中，如图5所示。

夹板4的宽度与厚度分别小于空腔9的宽度与厚度，夹板4能嵌入相应尾翼3的空腔9内。上述的“宽度”指夹板4沿锚身1径向的边长，“厚度”指夹板4的板厚。夹板4平行于锚身1中心轴方向的边长可称为长度，其长度显然大于空腔9的长度，因夹板4还有一部分外漏于空腔9的上方。

防脱盘8的直径小于锚身1内部中空部位的直径，防脱盘8的直径大于锚身1上端端部孔洞的孔径，圆轴7的直径小于锚身1上端端部孔洞的孔径，如图11与图12所示。可见，端头5基于圆轴7与嵌入锚身1内部的防脱盘8相连，整体可在锚身1内部进行往复式的活塞运动。防脱盘8的直径大于锚身1上端端部孔洞的孔径，使得防脱盘8无法从锚身1内部拉出。锚链的拉力，通过系泊杆6、圆轴7、防脱盘8、锚身1上端的孔洞四周传递给锚体，故这些部位的强度应满足各类工况下的承载要求，不能再锚链拉力的作用下发生屈曲与失效，且应具有足够的安全储备。

防脱盘8在锚身1内部的最大移动距离小于夹板4嵌入空腔9内的最大深度，即防脱盘8拉至上部被锚身1上端的孔洞抵住时，夹板4的下端应还嵌在空腔9内，夹板4不至于整体从空腔9内拉出。

防脱盘8在锚身1内部的最大移动距离即为夹板4能被拉出的最大高度，也是鱼雷锚新增表面积的来源。故防脱盘8在锚身1内部的最大移动距离不能太小，太小导致鱼雷锚新增表面积有限，对抗拔承载力影响不大；当然也不能太大，太大之后对整体结构的强度与稳定性有减弱作用，相应增加鱼雷锚的造价。故应设计一个经济合理的防脱盘8最大移动距离。

所提鱼雷锚的施工方法如下：把锚链11的一端系泊在端头5的系泊杆6上，使用后续可解脱的辅助措施使端头5与锚身之间暂时紧密联系，从而确保垂直起吊夹板4处于嵌入尾翼3内最大深度的状态；基于锚链11起吊鱼雷锚使其垂直悬吊于海床上方预定高度处，然后释放锚链11，使鱼雷锚在自重作用下快速下沉并贯入海床，如图13所示；然后上拉锚链11，端头5挣脱与锚身之间可解脱的连接，端头5逐步被上拉，进而焊接于端头5外侧的夹板4也逐步从尾翼3的空腔9中拉出，直至防脱盘8抵住锚身1上端端部的孔洞时，即完成所提鱼雷锚的施工作业，如图14所示。

施工时，夹板嵌入空腔内，端头的底部与锚身的顶部紧密相连，所提鱼雷锚的表面积与传统鱼雷锚的表面积基本相同，可见施工难度并未增加；施工结束后，在锚链拉力的作用下端头与夹板一起向上被拉长，夹板从空腔中伸出，夹板被拉出的部分为新增的与土体接触的部分，即所提鱼雷锚与土体接触的表面积有所增大，必然提高了鱼雷锚土体之间的摩擦力，最终提高了鱼雷锚的抗拔承载力。

附图中仅展示了鱼雷锚及夹板的部分形状及部分连接方式的情况，按照所提思路，可以改变夹板的形状、数量与连接方式，形成其他相关类型的尾翼可伸长的鱼雷锚，其均属于本技术的等效修改与变更，此处不再赘述。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种尾翼可伸长的鱼雷锚，其特征在于：包括中心轴竖直的锚身，锚身的下端同轴连接有锚头，锚身的外侧设有多个尾翼，每个尾翼内有平行于锚身轴向的空腔，且空腔上侧延伸至尾翼顶部形成腔口，所述锚身内部中空，锚身上端设有与锚身内部中空同轴连通的孔洞，还包括同轴设置在锚身上端的端头，端头顶部设有内凹，内凹中设有系泊杆，端头底部同轴连接有圆轴，所述圆轴向下穿过孔洞伸入锚身内，且圆轴下端被限位在锚身内部，端头外侧设有多个夹板，每个夹板分别沿轴向向下延伸并超过端头底面，夹板数量与锚身外侧尾翼数量相同，且夹板一一对应嵌入尾翼的空腔中。

2.根据权利要求1所述的一种尾翼可伸长的鱼雷锚，其特征在于：所述圆轴与锚身上端孔洞间隙配合。

3.根据权利要求1或2所述的一种尾翼可伸长的鱼雷锚，其特征在于：所述锚身上端孔洞直径小于锚身内部中空直径，圆轴下端在锚身内部同轴连接有防脱盘，所述防脱盘直径小于锚身内部中空直径，防脱盘直径大于孔洞直径，防脱盘在锚身内部的最大移动距离小于夹板嵌入空腔内的最大深度，由防脱盘实现圆轴下端限位在锚身内部。

4.根据权利要求1所述的一种尾翼可伸长的鱼雷锚，其特征在于：所述夹板的轴向长度大于端头轴向长度，夹板一侧上部与端头焊接相连，且夹板的顶部边缘不高于端头的顶面；夹板的位置、数量分别与尾翼的位置、数量相同；夹板的宽度与厚度分别小于空腔的宽度与厚度，夹板能嵌入相应尾翼的空腔内。