CN108860472B - 一种分段连接而成的鱼雷锚 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分段连接而成的鱼雷锚，包括若干段锚身；锚身内部中空且外侧焊接多个尾翼成，各锚身相互连接的端面设置带预留孔的卡口，且卡口位于锚身内部的一侧设置球形凹面；组装时，用两端带球形端头的连接杆连接各段锚身，连接杆两端的球形端头分别嵌于相邻各段锚身的内部，连接杆穿越相邻各段锚身端面卡口上的预留孔。贯入海床后各段锚身可发生各不相同的位移，各段锚身及其尾翼与土体的接触关系各不相同，所提鱼雷锚与海床土体的接触关系复杂，从而增加了锚体与海床土体的摩擦力，提高了鱼雷锚的抗拔承载力。

Description

一种分段连接而成的鱼雷锚

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，具体是一种分段连接而成的鱼雷锚。

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。

鱼雷锚安装快捷方便，安装时不需要借助任何外力，仅需在离海底足够高的位置将其垂直释放，使其靠自身重力下落，并在碰撞海底时，借助高加速度导致的巨大惯性力而贯穿海床至一定深度。通常释放高度在距海底30m时能达到17m/s 的最终碰撞速度，贯入深度约为7m，在150m时能达到30m/s以上，贯入深度约为20m。其承载力约为自身干重的3～5倍。鱼雷锚的适用范围很广，结构简单、可重复使用、制造成本低、安装便捷、并具有很高的竖向抗拔承载力，能很好地满足各类海上平台的系泊需要。

传统鱼雷锚的具有完整的锚身，且锚链连接在锚身的上端，在360°的随机风浪荷载作用下，锚体容易被拔出。

发明内容 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种分段连接而成的鱼雷锚，其由多节锚身串联而成，在鱼雷锚贯入海床后各节锚身能发生各自独立的位移，锚体与海床土体的接触形态复杂，增加锚体与海床土体的摩擦力，从而提高鱼雷锚的抗拔承载力。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种分段连接而成的鱼雷锚，其特征在于：包括多个依次同轴对接的锚身，每个锚身外侧分别连接有多个尾翼，轴向相邻的两个锚身彼此相对的端面分别同轴设有预留孔，轴向相邻的两个锚身预留孔之间同轴设有连接杆，连接杆的轴向两端分别通过预留孔穿入对应的锚身内，且预留孔分别与连接杆间隙配合，每个锚身内分别具有供连接杆穿入后轴向运动的空间，且连接杆的轴向两端被限位在锚身的空间内。

所述的一种分段连接而成的鱼雷锚，其特征在于：多个锚身外径相同，每个锚身分别内部中空，多个锚身同轴对接时，首个锚身的始端同轴设有孔口，孔口中沿径向设有系泊杆，末个锚身的尾端同轴连接有锚头，首个锚身的尾端、末个锚身的始端、其余每个锚身的轴向两端分别同轴设有相对内部缩径的预留孔作为卡口，连接杆的轴向两端分别通过预留孔穿入相邻的两个锚身内，连接杆的轴向两端分别在锚身空间内连接有球形端头，球形端头的直径大于预留孔的直径，由球形端头使连接杆的轴向端限位在锚身内。

所述的一种分段连接而成的鱼雷锚，其特征在于：每个预留孔朝向锚身内的孔沿分别成型为球形凹面，球形凹面的直径大于球形端头的直径。

所述的一种分段连接而成的鱼雷锚，其特征在于：每个尾翼分别平行于锚身轴向，每个锚身上的尾翼数量相同、位置相同且均匀分布，多个锚身依次同轴对接时，位置对应的尾翼依次对接为平行于锚身轴向的组合体。

所述的一种分段连接而成的鱼雷锚，其特征在于：末个锚身的轴向长度大于其余锚身的轴向长度。

与现有技术相比，本发明的优点为：

(1) 施工时，使用辅助措施使各段锚身紧密相连，各尾翼上下位置对齐，其外形与传统鱼雷锚相同，未增加鱼雷锚的沉贯施工难度；

(2) 贯入海床后，辅助措施解脱后各段锚身可自由发生位移，锚链拉力通过各段锚身逐渐由上向下传递，各段锚身受到的拉力不同，使各锚身在海床中位移形态各不相同，总体上看鱼雷锚与海床土体的接触关系复杂，从而增加了锚体与海床土体的摩擦力，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俯视图。

图2 为本发明所提鱼雷锚主视图。

图3 为本发明所提鱼雷锚三维结构示意图。

图4 为图3剖面图。

图5 为本发明所提鱼雷锚锚身剖面详图。

图6 为本发明所提鱼雷锚伸长后三维结构示意图。

图7 为图6剖面图。

图8 为本发明所提鱼雷锚分段弯曲位移后三维结构示意图。

图9 为图8剖面图。

图10 为本发明所提鱼雷锚依靠自重贯入海床示意图。

图11 为本发明所提鱼雷锚各段自由位移示意图。

附图标记说明：1、锚身；2、尾翼；3、系泊杆；4、锚头；5、连接杆；6、球形端头；7、卡口；8、预留洞；9、球形凹面；10、锚链；11、填充物；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11所示，一种分段连接而成的鱼雷锚，包括多个依次同轴对接的锚身1，每个锚身1外侧分别连接有多个尾翼2，轴向相邻的两个锚身彼此相对的端面分别同轴设有预留孔8，轴向相邻的两个锚身预留孔之间同轴设有连接杆5，连接杆5的轴向两端分别通过预留孔穿入对应的锚身内，且预留孔8分别与连接杆5间隙配合，每个锚身内分别具有供连接杆5穿入后轴向运动的空间，且连接杆5的轴向两端被限位在锚身1的空间内。

多个锚身1外径相同，每个锚身1分别内部中空，多个锚身1同轴对接时，首个锚身的始端同轴设有孔口，孔口中沿径向设有系泊杆3，末个锚身的尾端同轴连接有锚头4，首个锚身的尾端、末个锚身的始端、其余每个锚身的轴向两端分别同轴设有相对内部缩径的预留孔8作为卡口7，连接杆5的轴向两端分别通过预留孔8穿入相邻的两个锚身内，连接杆5的轴向两端分别在锚身空间内连接有球形端头6，球形端头6的直径大于预留孔8的直径，由球形端头6使连接杆5的轴向端限位在锚身内。

每个预留孔8朝向锚身内的孔沿分别成型为球形凹面9，球形凹面9的直径大于球形端头6的直径。

每个尾翼2分别平行于锚身1轴向，每个锚身1上的尾翼2数量相同、位置相同且均匀分布，多个锚身1依次同轴对接时，位置对应的尾翼依次对接为平行于锚身轴向的组合体。

末个锚身的轴向长度大于其余锚身的轴向长度。首个锚身实际上是指施工时最上部的锚身，末个锚身实际上是指施工时最下部的锚身。

如图1~图9所示，本发明包括若干段横截面尺寸相同的锚身1；所述的锚身1内部中空且外侧对称的焊接多个尾翼2成，最下面一段锚身1的下端设置锥形状的锚头，最上面一段锚身1的上端设置系泊杆3；所述的各锚身1相互连接的端面设置带预留孔8的卡口7，且卡口7位于锚身1内部的一侧设置球形凹面9；组装时，用两端带球形端头6的连接杆5连接各段锚身1，连接杆5两端的球形端头6分别嵌于相邻各段锚身1的内部，连接杆5穿越相邻各段锚身1端面卡口7上的预留孔8。

上述提及的“外侧”、“上端”、“最下面”、“最上面”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10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。

连接杆5的横断面呈圆形，连接杆5横断面的直径小于卡口7上预留孔8的直径；连接杆5两端球形端头6的直径大于卡口7上预留孔8的直径；球形端头6的直径小于卡口7上球形凹面9的直径，如图4~图7所示。

连接杆5两端的球形端头6嵌入锚身1内部后，其可基于球形凹面9发生一定范围的旋转运动，从而使连接杆5可发生旋转与偏移。连接各段锚身1的连接杆5的旋转幅度与方向不尽相同，导致各段锚身1的位移大小与方向不尽相同，从而使各段锚身1可根据自身受力情况发生相应形态各异的位移。

连接杆5应具有一定的长度，使后续各段锚身1能发生相互独立的位移，而不发生相互碰撞与抵触。锚链拉力通过系泊杆3、卡口7、连接杆5、球形端头6逐级传递，故系泊杆3、卡口7、连接杆5、球形端头6的强度应满足要求，在各类工况作用下各构件不发生屈曲与失效，并具有一定的安全储备。

锚身1内部中空，各段锚身1内径与外径均相同。各段锚身1中最下面一段锚身1的长度最大，各段锚身1外侧尾翼2的位置与数量完全相同，组装时各尾翼2可上下对齐，如图3所示。锚身1的内部中空，最下面一段锚身1的中空处装入填充物11，如图4所示。填充物11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。

使用后续可解脱的辅助措施，可把各段锚身紧密相连，各尾翼上下位置对齐，其外形与传统鱼雷锚相同，如图3所示。可见，紧密相连时所提鱼雷锚与传统鱼雷锚无区别，未增加鱼雷锚的沉贯施工难度。

所提鱼雷锚的施工方法如下：把锚链10的一端系泊在最上面锚身1的系泊杆3上，使用后续可解脱的辅助措施使各段锚身1紧密相连，且各尾翼上下位置对齐，基于锚链10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10，使鱼雷锚在自重作用下快速下沉并贯入海床，如图10所示；后续辅助措施解脱后，各段锚身1可自由发生位移，锚链拉力通过各段锚身逐渐由上向下传递，各段锚身受到的拉力不同，使各锚身在海床中位移形态各不相同，如图11所示。可见，所提鱼雷锚的施工方法与传统鱼雷锚的施工方法无区别。

所提鱼雷锚工作状态时，锚链拉力通过各段锚身逐渐由上向下传递，各段锚身受到的拉力不同，故各段锚身1的位移大小与方向不尽相同，各段锚身1及其尾翼2与土体的接触关系各不相同，呈现出非常复杂、难以预测的运动形态。因此，总体上看，所提鱼雷锚与海床土体的接触关系复杂，从而增加了锚体与海床土体的摩擦力，提高了鱼雷锚的抗拔承载力。

锚链拉力首先作用在最上部锚身1上，最上部锚身1的抗拔承载力消耗殆尽后，剩余的拉力传至与其相连的第二段锚身1上，第二段锚身1的抗拔承载力消耗殆尽后，剩余的拉力传至与其相连的第三段锚身1上，以此类推，荷载在各锚身之间逐级传递。因此，与锚链距离越近的锚身的抗拔承载力率先被利用，与锚链距离越远的锚身的抗拔承载力被利用的越少。没有被利用的抗拔承载力属于鱼雷锚的安全储备。锚链拉力属于360°随机变化的，由于各段锚身能发生独立的位移，故所提分段鱼雷锚更能适应这种方向变化的锚链拉力。

附图中仅展示了鱼雷锚及连接杆的部分形状及部分连接方式的情况，按照所提思路，可以改变连接杆的形状、数量与连接方式，形成其他相关类型的分段连接而成的鱼雷锚，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 (1)

1.一种分段连接而成的鱼雷锚，其特征在于：包括多个依次同轴对接的锚身，每个锚身外侧分别连接有多个尾翼，轴向相邻的两个锚身彼此相对的端面分别同轴设有预留孔，轴向相邻的两个锚身预留孔之间同轴设有连接杆，连接杆的轴向两端分别通过预留孔穿入对应的锚身内，且预留孔分别与连接杆间隙配合，每个锚身内分别具有供连接杆穿入后轴向运动的空间，且连接杆的轴向两端被限位在锚身的空间内；

多个锚身外径相同，每个锚身分别内部中空，多个锚身同轴对接时，首个锚身的始端同轴设有孔口，孔口中沿径向设有系泊杆，末个锚身的尾端同轴连接有锚头，首个锚身的尾端、末个锚身的始端、其余每个锚身的轴向两端分别同轴设有相对内部缩径的预留孔作为卡口，连接杆的轴向两 端分别通过预留孔穿入相邻的两个锚身内，连接杆的轴向两端分别在锚身空间内连接有球 形端头，球形端头的直径大于预留孔的直径，由球形端头使连接杆的轴向端限位在锚身内；

每个预留孔朝向锚身内的孔沿分别成型为球形凹面，球形凹面的直径大于球形端头的直径；

每个尾翼分别平行于锚身轴向，每个锚身上的尾翼数量相同、位置相同且均匀分布，多个锚身依次同轴对接时，位置对应的尾翼依次对接为平行于锚身轴向的组合体；

末个锚身的轴向长 度大于其余锚身的轴向长度。

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