CN112664737B - 一种水下管路自动连接机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下管路自动连接机构，包括动力机构、锁紧板、基座、上连接管和下连接管，基座设有安装腔，安装腔内固定连接有下连接管，上连接管能够在安装腔内滑动，动力机构能够带动锁紧板运动，进而压紧或远离上连接管，使得上连接管和下连接管连接或断开。本发明通过设置动力机构，带动锁紧板运动进而压紧或远离上连接管，使得上连接管和下连接管连接或断开，实现了输送管路与开采设备在水下直接连接或断开，无须在海面上进行，可大大增加整个开采效率。

Description

一种水下管路自动连接机构

技术领域

本发明涉及水下作业技术领域，特别是一种水下管路自动连接机构。

背景技术

在深海矿物开采、海洋可燃冰固态流化开采过程中，水下开采设备首先在海底开采，然后将开采后的矿物通过管路输送到海面。在深海矿物和可燃冰的开采工艺流程中，水下开采设备和输送管路是从海面船只分别下放的。这就需要在水下将开采设备与输送管路连接起来。一般而言输送管路上部为硬管，在接近海底部分为软管。在海面上先将其连接好再下放，作业效率低下。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的先在海面上将开采设备与输送管路连接好再下放，作业效率低下的问题，提供一种水下管路自动连接机构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种水下管路自动连接机构，包括动力机构、锁紧板、基座、上连接管和下连接管，

所述基座设有安装腔，所述安装腔内固定连接有所述下连接管，所述上连接管能够在所述安装腔内滑动，

所述动力机构能够带动所述锁紧板运动，进而压紧或远离所述上连接管，使得所述上连接管和所述下连接管连接或断开。

本发明通过设置动力机构，带动锁紧板运动进而压紧或远离上连接管，使得上连接管和下连接管连接或断开，实现了输送管路与开采设备在水下直接连接或断开，无须在海面上进行，可大大增加整个开采效率。

作为本发明的优选方案，所述锁紧板转动连接在所述基座上，所述动力机构能够带动所述锁紧板旋转，进而压紧或远离上连接管。

作为本发明的优选方案，所述动力机构固定连接在所述基座上。

作为本发明的优选方案，所述动力机构安装有位移传感器，所述位移传感器用于监测所述动力机构的伸缩位移。

作为本发明的优选方案，所述上连接管设有锁紧凹槽，所述锁紧板上设有锁紧板台阶，所述锁紧凹槽和所述锁紧板台阶相适配，进而实现锁紧。

作为本发明的优选方案，所述上连接管底部设有对接凹面，所述下连接管顶部设有对接凸面，所述对接凹面和所述对接凸面相适配，方便对接。

作为本发明的优选方案，所述基座上方固定连接有漏斗，所述漏斗与所述安装腔相连通，所述上连接管能够在所述漏斗和所述安装腔内滑动。通过设置漏斗结构，便于上连接管进入安装腔内，便于上连接管的安拆。

作为本发明的优选方案，所述上连接管设有防倾圆环面，所述漏斗设有限位圆环，所述防倾圆环面的外径等于所述限位圆环的内径，可保证连接时，上连接管与下连接管中心对齐。

作为本发明的优选方案，所述漏斗还包括相互连接的顶部圆弧和漏斗斜面，所述漏斗斜面位于所述顶部圆弧和所述限位圆环之间，所述限位圆环的直径小于所述顶部圆弧的直径，设置顶部圆弧和漏斗斜面，便于安装上连接管。

作为本发明的优选方案，所述上连接管和所述下连接管的对接面安装有密封环，从而可防止泄漏。

作为本发明的优选方案，所述锁紧板通过第一销轴连接在所述基座上。

作为本发明的优选方案，所述动力机构和所述锁紧板通过第二销轴相连接。

作为本发明的优选方案，所述动力机构包括油缸、气缸、电缸或电磁铁弹簧结构，以及能实现该功能的其他构件。所述电磁铁弹簧结构可以包括缸体和推杆，在缸体上设置电磁铁，推杆采用金属结构，推杆和缸体之间设置弹簧进行连接，电磁铁通电后能将推杆吸附在缸体侧壁从而将推杆缩回，电磁铁失电后，推杆在弹簧的弹力作用下从缸体内推出，从而带动锁紧板运动进而压紧或远离上连接管。

作为本发明的优选方案，所述锁紧板的数量至少为两个，从而能更好的起到锁紧作用。

作为本发明的优选方案，所述动力机构的数量至少为两个，每个所述动力机构分别带动所述锁紧板运动。通过设置多个动力机构，每个动力结构分别起作用，从而能更好的推动所述锁紧板运动。

作为本发明的优选方案，所述动力机构的数量为三个。

作为本发明的优选方案，所述动力机构的数量与所述锁紧板的数量相匹配。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、输送管路与开采设备可在水下直接连接或断开，无须在海面上进行，可大大增加整个开采效率；

2、整个锁紧和解锁过程自动进行，操作简单快捷；

3、动力机构仅控制锁紧板姿态，锁紧力完全由锁紧板、销轴和基座承担，动力机构受力小，因此动力机构尺寸小、造价低。

附图说明

图1为连接机构示意图(轴侧图)；

图2为连接结构解锁状态示意图；(剖视图)；

图3为连接结构锁紧状态示意图(剖视图)；

图4为锁紧板示意图(轴侧图)；

图5为基座示意图(正视图)；

图6为漏斗示意图(轴侧图)；

图7为上连接管示意图(轴侧图)；

图8为下连接管示意图(正视图)；

图9为下连接管示意图(轴侧图)；

图标：1-动力机构，2-锁紧板，21-锁紧板台阶，22-动力机构连接单耳板，23-双耳板，3-基座，31-动力机构安装支座，32-锁紧板连接耳板，33-安装腔，4-漏斗，41-顶部圆弧，42-漏斗斜面，43-限位圆环，5-上连接管，51-第一管连接法兰，52-防倾圆环面，53-锁紧凹槽，54-对接凹面，6-下连接管，61-对接凸面，62-加强筋，63-安装法兰，64-第二管连接法兰，7-第一销轴，8-第二销轴，9-密封环。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-图3所示，一种水下管路自动连接机构，包括动力机构1、锁紧板2、基座3、漏斗4、上连接管5和下连接管6。

动力机构1内部安装有位移传感器，用于监测动力机构1的伸缩位移。动力机构1一端通过动力机构安装支座31安装在基座3上，动力机构1另一端通过第二销轴8与锁紧板2连接。在本实施例中，动力机构1采用油缸。优选的，可以采用三个油缸，三个油缸分别带动锁紧板2运动。

如图4所示，锁紧板2包括锁紧板台阶21、动力机构连接单耳板22和双耳板23，锁紧板台阶21和上连接管5的锁紧凹槽53相适配，从而可以压紧上连接管5。动力机构连接单耳板22用于和第二销轴8相连接，双耳板23与基座3的锁紧板连接耳板32通过第一销轴7转动连接。

如图5所示，基座3中部设有安装腔33，下连接管6与基座3通过螺栓连接在一起，且下连接管6位于安装腔33内。漏斗4通过螺栓安装在基座3上，且漏斗4与安装腔33相连通，上连接管5能够在漏斗4内和安装腔33内上下滑动。

如图6所示，漏斗4从上至下依次设有顶部圆弧41、漏斗斜面42和限位圆环43，顶部圆弧41便于上连接管5进入漏斗4内，漏斗斜面42的直径逐渐缩小，从而逐步限制上连接管5的位移和姿态，限位圆环43的内径等于上连接管5防倾圆环面52的外径，从而进一步限制上连接管5的位置，可保证连接时，上连接管5与下连接管6中心对齐。漏斗4的漏斗斜面42可以是图中的斜直面，也可以是斜曲面形式，如碗状或盘状。

如图7所示，上连接管5从上至下依次设有第一管连接法兰51、防倾圆环面52、锁紧凹槽53和对接凹面54，上部的第一管连接法兰51用于连接输送软管，下部的对接凹面54，其与下连接管6对接凸面61配合，方便对接。锁紧凹槽53为环形槽结构。

如图8-图9所示，下连接管6从上至下依次设有对接凸面61、加强筋62、安装法兰63和第二管连接法兰64，安装法兰63用于和基座3相连接，第二管连接法兰64用于和开采设备本体管路连接。

准备工作：输送软管首先应通过第一管连接法兰51与上连接管5相连，下连接管6与开采设备本体管路通过第二管连接法兰64连接。

操作动力机构1缩回，则锁紧板2绕第一销轴7向外旋转，锁紧板2打开。通过ROV辅助，将上连接管5移动到漏斗4上，上连接管5在其自重作用下沿着漏斗4的漏斗斜面42下滑到限位圆环43内部。在限位圆环43限制下，上连接管5对接凹面54与下连接管6对接凸面61接触并中心对齐。

操作动力机构1伸出，则锁紧板2绕第一销轴7向内旋转，锁紧板2的锁紧板台阶21与上连接管5的锁紧凹槽53对齐并压紧。压紧后，锁紧板2处于竖直状态，管路连接压力及内部流体压力，均通过锁紧板2直接传递给第一销轴7和基座3，动力机构1仅承受很小的力。另外，为防止泄漏，在上连接管5、下连接管6对接面安装有密封环9。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水下管路自动连接机构，其特征在于，包括动力机构（1）、锁紧板（2）、基座（3）、上连接管（5）和下连接管（6），

所述基座（3）设有安装腔（33），所述安装腔（33）内固定连接有所述下连接管（6），所述基座（3）上方固定连接有漏斗（4），所述漏斗（4）与所述安装腔（33）相连通，所述上连接管（5）能够在所述漏斗（4）和所述安装腔（33）内滑动，

所述锁紧板（2）转动连接在所述基座（3）上，所述动力机构（1）固定连接在所述基座（3）上，所述上连接管（5）设有锁紧凹槽（53），所述锁紧板（2）上设有锁紧板台阶（21），所述锁紧凹槽（53）和所述锁紧板台阶（21）相适配，所述上连接管（5）底部设有对接凹面（54），所述下连接管（6）顶部设有对接凸面（61），所述对接凹面（54）和所述对接凸面（61）相适配，

所述动力机构（1）能够带动所述锁紧板（2）旋转，进而压紧或远离所述上连接管（5），使得所述上连接管（5）和所述下连接管（6）连接或断开。

2.根据权利要求1所述的一种水下管路自动连接机构，其特征在于，所述动力机构（1）安装有位移传感器，所述位移传感器用于监测所述动力机构（1）的伸缩位移。

3.根据权利要求1所述的一种水下管路自动连接机构，其特征在于，所述上连接管（5）和所述下连接管（6）的对接面安装有密封环（9）。

4.根据权利要求1所述的一种水下管路自动连接机构，其特征在于，所述上连接管（5）设有防倾圆环面（52），所述漏斗（4）设有限位圆环（43），所述防倾圆环面（52）的外径等于所述限位圆环（43）的内径。

5.根据权利要求4所述的一种水下管路自动连接机构，其特征在于，所述漏斗（4）还包括相互连接的顶部圆弧（41）和漏斗斜面（42），所述漏斗斜面（42）位于所述顶部圆弧（41）和所述限位圆环（43）之间，所述限位圆环（43）的直径小于所述顶部圆弧（41）的直径。

6.根据权利要求1-3任一所述的一种水下管路自动连接机构，其特征在于，所述锁紧板（2）通过第一销轴（7）连接在所述基座（3）上。

7.根据权利要求1-3任一所述的一种水下管路自动连接机构，其特征在于，所述动力机构（1）和所述锁紧板（2）通过第二销轴（8）相连接。

8.根据权利要求1-3任一所述的一种水下管路自动连接机构，其特征在于，所述动力机构（1）包括油缸、气缸、电缸或电磁铁弹簧结构。

9.根据权利要求1-3任一所述的一种水下管路自动连接机构，其特征在于，所述动力机构（1）的数量至少为两个，每个所述动力机构（1）分别带动所述锁紧板（2）运动。

Images