CN109915526B - 一种多囊式橡胶空气弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新型多囊式橡胶空气弹簧，包括上盖板、下盖板和设置在上盖板与下盖板之间的多囊式橡胶气囊，上盖板、下盖板和气囊三者形成密闭空间，密闭空间内设置有气体发生装置，上盖板或者下盖板上设置有排气阀。本发明在现有橡胶空气弹簧的基础上进行创造性改进，增加了可对橡胶空气弹簧进行充气的气体发生装置和可对橡胶空气弹簧进行放气动作排气阀，使橡胶空气弹簧根据使用环境变换状态，在平时使用状态，橡胶空气弹簧上盖板和下盖板之间边缘锯齿啮合，不影响海上钻杆的正常工作，当遭遇到台风等恶劣天气时，在钻杆剧烈摇晃时，橡胶弹簧进行充气成为钻杆和钻杆升降机构之间的一个缓冲系统，有效防止折断损坏。

Description

一种多囊式橡胶空气弹簧

技术领域

本发明涉及弹性元件，更具体的，涉及一种多囊式橡胶空气弹簧。

背景技术

橡胶空气弹簧是一种由橡胶、网线贴合成的曲形胶囊，俗称气胎、波纹气胎、气囊、皮老虎等。胶囊两端部需用两块钢板相连接，形成一个压缩空气室。橡胶空气弹簧广泛应用于汽车、机车等交通工具和造纸机械动力装置之中，起到较好的减震和隔震作用，也提高了使用寿命。

海上钻井平台在遭遇恶劣天气（如台风）时，钻杆和其钻杆升降装置会剧烈晃动，容易造成其接触位置折断。如果将橡胶空气弹簧应用于海上钻井平台中，设置在钻杆和钻杆升降装置之间，通过橡胶空气弹簧，在剧烈摇晃过程中可以缓冲钻杆和钻杆升降装置之间的受力，大大减少其折断的概率。但在海上钻井平台工作时，现有市面上的橡胶空气弹簧一直设置在钻杆与钻杆升降装置之间会影响钻杆升降机构的效率，同时能耗增大，因此需要研究一种适合海上钻井平台使用的橡胶空气弹簧。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种多囊式橡胶空气弹簧，本发明所述橡胶空气弹簧结构简单，安装方便，设置在海上钻杆装置上能有效防止海上钻杆在台风等恶劣天气中折断。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于海上钻杆的多囊式橡胶空气弹簧，包括上盖板、下盖板和设置在上盖板与下盖板之间的橡胶气囊，所述橡胶空气弹簧为多囊式，所述上盖板、下盖板和橡胶气囊三者形成密闭空间，所述密闭空间内设置有气体发生装置，所述上盖板或者下盖板上设置有排气阀。

进一步地，所述橡胶气囊多囊式结构设计为2~50节曲囊结构。

进一步地，所述上盖板下部设置有齿状边缘一，所述下盖板对应位置设有与齿状边缘一相咬合的齿状边缘二。

进一步地，所述气体发生器为烟火式气体发生器，上盖板或者下盖板上固定有安装座，所述气体发生器安装在安装座上。

进一步地，所述烟火式气体发生器包括壳体，壳体内设有燃烧室和冷却过滤室，燃烧室与过滤室之间设有气体通道，燃烧室内有气体发生剂和点火装置，冷却过滤室内有冷却、过滤材料，所述冷却过滤室所在的壳体上设有出气孔。

进一步地，所述气体发生剂为叠氮化钠与过渡金属氧化物组合制成的叠氮类气体发生剂，所述冷却、过滤材料是碎石子、分子筛、铁砂、颗粒碳酸氢钠等耐温或易分解的物质，在高温的作用下它们依然可以保持完整的冷却和过滤形态， 或因为分解而吸收大量的热从而降低温度。

进一步地，所述点火装置设置在燃烧室底部，包括点火壳、点火壳内部的点火具和点火壳上的点火孔，点火装置通过点火孔进行点火动作。

进一步地，所述烟火式气体发生器壳体为薄板焊接结构或螺纹连接的组合结构。

本发明所述橡胶空气弹簧还包括控制系统，所述控制系统包括设置在橡胶空气弹簧上的控制器和无线通讯模块二，还包括远程控制终端和无线通讯模块二，所述远程控制终端发送信号给无线通信模块一，无线通讯模块一传送信号给无线通讯模块二，所述控制器接收无线通讯模块二的信息，所述控制器控制气体发生装置和排气阀。

进一步地，所述控制系统还包括设置在橡胶空气弹簧上的压力传感器，所述传感器与控制器通讯连接。

本发明还提供一种多囊式橡胶空气弹簧在海上钻杆装置的应用。

相对现有技术，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明在现有橡胶空气弹簧的基础上进行创造性改进，增加了可对橡胶空气弹簧进行充气的气体发生装置和可对橡胶空气弹簧进行放气动作排气阀，使橡胶空气弹簧根据使用环境变换状态，当本发明橡胶空气弹簧应用在海上钻杆装置上时，上盖板与钻杆升降装置固定，下盖板与钻杆固定，在平时使用状态，橡胶空气弹簧上盖板和下盖板之间边缘锯齿啮合，不影响海上钻杆装置的正常工作，当遭遇到台风等恶劣天气时，在钻杆剧烈摇晃时，橡胶弹簧进行充气成为钻杆和钻杆升降装置之间的一个缓冲系统，有效防止折断。

（2）本发明橡胶空气弹簧平时使用状态上盖板和下盖板的高度为0.05m左右（即橡胶空气弹簧的高度），多囊式橡胶气囊充气后，本发明橡胶空气弹簧高度可达5m。

附图说明

附图1为本发明橡胶空气弹簧结构示意图。

附图2为本发明气体发生装置结构图。

附图3为本发明橡胶空气弹簧上盖板和下盖板接触位置结构示意图。

附图4为本发明控制系统图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，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。

实施例1

参见图1，本实施例提供一种多囊式橡胶空气弹簧，可设置在海上钻杆升降机与钻杆之间，包括可设置在升降机下端的上盖板1、下盖板2和设置在上盖板1与下盖板2之间的橡胶气囊3，上盖板1、下盖板2和气囊3三者形成密闭空间15，密闭空间15内设置有气体发生装置4，上盖板1或者下盖板2上设置有排气阀5。本实施例排气阀6设置在下盖板2上。

本实施例中橡胶气囊3为多囊式气囊，本实施例中示意图为多囊式气囊为两节曲囊，但实际情况并不限于两节曲囊结构，另可设计成3~50节曲囊结构，应用在海上钻杆的橡胶空气弹簧的多囊式气囊（2~50节曲囊结构）充气后橡胶空气弹簧最大高度可达5m。

本实施例中气体发生装置4为烟火式气体发生器，下盖板2上固定有安装座14，气体发生器安装在安装座14上。

参见图3，上盖板1下部设置有齿状边缘一17，下盖板2对应位置设有与齿状边缘一17相咬合的齿状边缘二18。

参见图2，烟火式气体发生器包括壳体6，壳体6内设有燃烧室7和冷却过滤室8，燃烧室7与过滤室8之间设有气体通道12，燃烧室7内有气体发生剂和点火装置9，冷却过滤室8内有冷却、过滤材料，冷却过滤室8所在的壳体上设有出气孔13。其中气体通道12和出气孔13中都设有防止气体发生剂或者残渣通过的隔膜。

其中，气体通道12和出气孔13都设有滤网，滤网仅允许气体通过，防止残渣或者气体发生剂泄露。

气体发生剂为叠氮化钠与过渡金属氧化物组合制成的叠氮类气体发生剂，冷却、过滤材料是碎石子、分子筛、铁砂、颗粒碳酸氢钠等耐温或易分解的物质，在高温的作用下它们依然可以保持完整的冷却和过滤形态，或因为分解而吸收大量的热从而降低温度。

点火装置9设置在燃烧室7底部，包括点火壳10、点火壳10内部的点火具11和点火壳10上的点火孔16，点火装置9通过点火孔16进行点火动作。

烟火式气体发生器壳体6为薄板焊接结构或螺纹连接的组合结构。本实施例里为薄板焊接结构。

参见图4，本实施例橡胶空气弹簧包括控制系统，控制系统包括设置在橡胶空气弹簧上的控制器和无线通讯模块二，还包括远程控制终端和无线通讯模块一，远程控制终端发送信号给无线通信模块一，无线通讯模块一传送信号给无线通讯模块二，控制器接收无线通讯模块二的信息控制气体发生装置和排气阀。

控制系统还包括设置在橡胶空气弹簧上的压力传感器，压力传感器与控制器通讯连接。压力传感器可设置在橡胶空气弹簧任何地方。

本实施例中橡胶空气弹簧设置在海上钻杆上，在平时使用时，所述橡胶气囊没有进行充气，橡胶空气弹簧上盖板1与下盖板2接触，上盖板1的齿状边缘一17与下盖板2的齿状边缘二18相互咬合，使其能够作为一个整体进行转动，不影响海上钻杆的旋转升降。

当遭遇台风等恶劣天气时，钻杆会剧烈晃动，当压力传感器感受到剧烈震荡时，控制器会收到传感器发送信号，或者通过远程控制终端控制，通过无线通讯模块一、无线通讯模块二发送信号给控制器，本实施例控制器控制气体发生装置4产生气体和排气阀关闭，气体发生装,4产生气体具体控制步骤为：控制气体发生装置4中点火装置9中的点火具11进行点火，通过点火孔16，使燃烧室7中的气体添加剂燃烧，生成大量气体，气体通过冷却过滤室8后从出气孔13进入密闭空间对本实施例中橡胶空气弹簧进行充气，同时，控制器可控制排气阀6的打开和关闭，当进行充气时，排气阀6需关闭。

当需要钻杆需要工作时，通过远程控制终端控制，打开排气阀6，待空气排尽后，橡胶空气弹簧上盖板1与下盖板2接触，上盖板1的齿状边缘一17与下盖板2的齿状边缘二18相互咬合，使其能够作为一个整体进行转动，则可正常工作。

本实施例中橡胶空气弹簧在现有技术的基础上做出了改进，使其能够有效应用到海上钻杆领域中，有效解决现有技术中钻杆和钻杆升降装置在遭遇台风等恶劣天气是剧烈晃动从而导致钻杆和钻杆升降装置之间易折断的问题。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种多囊式橡胶空气弹簧，其特征在于，设置在海上钻杆升降机与钻杆之间的橡胶空气弹簧，所述橡胶空气弹簧包括上盖板、下盖板和设置在上盖板与下盖板之间的橡胶气囊，所述橡胶气囊为多囊式，橡胶气囊设计为2~50节曲囊结构，所述上盖板、下盖板和气囊三者形成密闭空间，所述密闭空间内设置有气体发生装置，所述上盖板或者下盖板上设置有排气阀；

所述上盖板下部设置有齿状边缘一，所述下盖板对应位置设有与齿状边缘一相咬合的齿状边缘二；所述气体发生装置为烟火式气体发生器，下盖板上固定有安装座，所述气体发生器安装在安装座上，所述烟火式气体发生器包括壳体，壳体内设有燃烧室和冷却过滤室，燃烧室与过滤室之间设有气体通道，燃烧室内有气体发生剂和点火装置，冷却过滤室内有冷却、过滤材料，所述冷却过滤室所在的壳体上设有出气孔；

所述气体发生剂为叠氮化钠与过渡金属氧化物组合制成的叠氮类气体发生剂，所述冷却、过滤材料是碎石子、分子筛、铁砂、颗粒碳酸氢钠；

所述橡胶空气弹簧还包括控制系统，所述控制系统包括设置在橡胶空气弹簧上的控制器、和无线通讯模块二，还包括远程控制终端和无线通讯模块一，所述远程控制终端发送信号给无线通信模块一，无线通讯模块一传送信号给无线通讯模块二，所述控制器接受无线通讯模块二的信息控制气体发生装置和排气阀；所述控制系统还包括设置在橡胶空气弹簧上的压力传感器，所述传感器与控制器通讯连接；

在平时使用时，所述橡胶空气弹簧不进行充气，橡胶空气弹簧上盖板与下盖板接触，上盖板的齿状边缘一与下盖板的齿状边缘二相互咬合，使其能够作为一个整体进行转动，不影响海上钻杆的旋转升降，当遭遇台风的恶劣天气时，钻杆会剧烈晃动，当压力传感器感受到剧烈震荡时，控制器会收到传感器发送信号，或者通过远程控制终端控制，通过无线通讯模块一、无线通讯模块二发送信号给控制器，控制器控制气体发生装置产生气体和排气阀关闭。

2.根据权利要求1所述的橡胶空气弹簧，其特征在于，所述点火装置设置在燃烧室底部，包括点火壳、点火壳内部的点火具和点火壳上的点火孔，点火装置通过点火孔进行点火动作。