CN115190934A - 弹簧 - Google Patents

Abstract

一种弹簧(5,105,205,305,404,505)，用于适合附接到一管状构件的一夹具，所述弹簧包括具有第一及第二端部(8,108,208,308,408,508)的一弹性体(6,106,206,306,406,506)，以及适于在一夹具构件内就位的一内部表面(7,107,207,307,407,507)，以及适于接触所述管状构件的外表面的一外部表面(9,109,209,309,409,509)，所述内部表面及所述外部表面在所述第一及第二端部之间延伸，且其中所述弹簧的所述弹性体的刚度在所述第一及第二端部之间的本体的长度上变化。

Description

弹簧

技术领域

本发明涉及一种弹簧，更具体地说是一种径向载荷弹簧，用于一夹具装置中固定多个浮力元件，特别是多个分布式浮力元件在水下的多个管状构件，如多个流管、多个立管及多个脐带。

背景技术

石油及天然气通过多个刚性或柔性管状构件，如通常被称为立管的多个管道，从海床下的多个储藏输送到地面。由于多个制造规格、所述立管中的张力、内部压力、静水压力及在其中流动的多个流体的温度，一立管的外径受到很大的公差影响。因此，一立管的外径受制于立管周围的水的静水压力及立管内流动的回收流体的温度及压力等因素而沿其长度变化。

在浅水区，所述立管的重量及流经这里的碳氢化合物可以从表面设施得到支持，但这需要强大的多个立管及多个连接，以维持一长串立管的完整性，这些立管的长度超过数百米。因此，在所述多个立管上附加多个浮力元件以提供额外的支持是更经济的。

多个分布式浮力模块被提供在多个立管上，以隔离海底终端在天气及潮汐条件下的船舶运动的影响，或为了维持所述立管在所需的位置以达到最佳使用。例如，浮式生产储存及开采(Floating Production Storage and Offtake,FPSO)船及海床或浮动海底结构之间的立管的多个已知配置包括被称为“Lazy S”、“Lazy Wave”、“Lazy W”等的配置。

多个夹具可以用来配合所述立管，并为一浮力模块提供一安装。可替换地，所述夹具也可以是所述浮力模块的一集成部件。然而，所述夹具与所述立管的附接必须谨慎进行，以避免对所述立管的任何损害，其可能导致所述流管的故障或无法正确地附接及定位所述浮力模块。

如上所述，所述立管内部及外部压力及温度的变化，会导致所述立管的外径的显着变化，因此会影响其与一夹具的连接。这可能导致所述夹具沿着所述立管的外表面滑动。这可能会改变所述浮力模块的所述位置，其可能会导致所述立管的所述配置偏离预定位置。此外，多个立管在使用中出现的弯曲及多个拉伸应变进一步阻碍了多个刚性夹具的正确尺寸。

多个已知的浮力模块包括弧形或C形的多个外壳构件，其具有一半圆形通道，延伸到所述多个外壳构件的全长度，并在内部表面提供，其尺寸与所述立管的所述外表面相对应。多个这样的构件被定位在所述立管周围，并以一张紧的带子固定，如一钛带或一芳纶纤维带，如KEVLAR或TWARON，以提供一夹具，一浮力模块可以被固定在上面。

在所述多个外壳构件的所述半圆形通道内可以形成一内部圆周凹槽，其中安装有一夹具部件。所述夹具部件可以是与所述浮力外壳构件一体的，也可以是单独地形成并座落在所述凹槽内。

例如，图1中显示了一双向加载的浮力模块，它使用了2个半环形的外壳构件，每一个外壳构件的内面都具有一内部半圆形通道，当两个模块在沿其内面靠拢时，将围绕一管状构件。

在此实施例中，所述夹具部件包括安装在所述半圆形通道的一圆周凹槽中的一弹簧。在一些已知的设计中，多个矩形或立方体块状的弹性弹簧被安排在一中心位置的阵列中，在所述半圆形通道的所述圆周凹槽周围有两行的三个块状物。当两个浮力模块围绕一管状构件聚集在一起时，所述多个弹簧的所述外表面在所述管状构件的外周的不同点上与所述管状构件接触，在所述浮力模块及所述立管的所述外表面之间提供一弹性缓冲，并在所述管状构件周围分配载荷及来自所述浮力模块的后续接触压力。

一浮力模块的多个外壳构件及相应的多个夹具部件的数量通常可以在2个到4个之间，尽管如果需要的话，多个浮力模块及多个夹具可以被形成为具有更多的构件数量。

多个性能限制持续地受到挑战，要求多个夹具应付更大的浮力载荷及在多个更恶劣的海况下部署，并适应更大的立管应变及更紧的立管弯曲半径及这些半径的多个高变化率，因为所述立管或其他管状构件在多个操作条件下膨胀及收缩。

通常情况下，随着多个夹具部件的数量减少，在所述立管的所述外表面施加的径向载荷的分布将发生变化。减少多个夹具部件的数量意味着每一个夹具部件的所述多个弹簧在所述立管的外曲表面上延伸的距离更大，这可能导致所述管状构件的圆周上的力及压力分布不均。在一极端情况下，特别是当一个双部件浮力模块及夹具被部署时，这可能会导致在所述浮力模块的所述夹具部件的中心施加比多个外端部更高的力。从理论上来说，这可能导致所述管道在所述夹持部分的中心被压碎，而在所述多个外端部隆起，可能导致所述立管的崩溃。

虽然已知的夹具在减轻绞盘效应及平衡夹具的各个部件所承受的多个载荷方面比以前已知的多个工具有很大的优势，但申请人已经开发出一种改进的夹具，进一步减轻了上述的多个影响。

发明内容

因此，本发明的一个目的是为一浮力模块的一夹具部件提供一种克服或至少减轻上述的多个问题的改进的弹簧。

因此，本发明的目的是提供一种用于将多个浮力模块安装在多个管状构件上且克服或至少减轻了上述的多个问题的夹具。

本发明的进一步目的是提供一种浮力模块，其可以由一个数量的周向地偏移的多个构件形成，夹在一管状构件如一立管周围，以提供所需的浮力来维持一给定立管配置。

根据本发明的一第一方面，提供了一种弹簧，用于适合附接到一管状构件的一夹具，所述弹簧包括具有第一及第二端部的一弹性体，以及适于在一夹具构件内就位的一内部表面，以及适于接触所述管状构件的外表面的一外部表面，所述内部表面及所述外部表面在所述第一及第二端部之间延伸，且其中所述弹簧的所述弹性体的刚度在所述第一及第二端部之间的本体的长度上变化。

可选地，所述弹簧的所述本体是弧形的。

可选地，所述刚度在朝向所述弹性体的所述第一及第二端部处高于在所述本体的中心内。

可选地，所述刚度也从所述第一及第二端部朝向所述本体的所述中心逐渐地变化。

可选地，所述本体的外表面是波浪起伏的形式。

可选地，这可以采取多个凸起或起伏的形式，沿着所述弹簧的外表面有多个山峰或多个高峰及多个低谷。

方便地，所述弹簧的所述外表面的所述多个高峰可以与相邻的所述低谷具有相同的高度。

可替换地，所述弹簧的所述外表面上的所述多个高峰相对于相邻的所述低谷的高度可以不同。

在一实施例中，最靠近所述弹簧的中心的所述弹簧的所述外表面上的所述多个高峰相对于相邻的所述多个低谷的高度可以高于较靠近所述弹簧的所述第一及第二端部的所述多个高峰相对于相邻的所述多个低谷的高度。

可替换地，最靠近所述弹簧的中心的所述弹簧的所述外表面上的所述多个高峰相对于相邻的所述多个低谷的高度可以小于较靠近所述弹簧的所述第一及第二端部的所述多个高峰相对于相邻的所述多个低谷的高度。

可替换地，多个空隙形成于所述本体中，以沿所述本体的长度变化所述本体的刚度。

方便地，所述多个空隙在所述第一及第二端部之间的所述弹簧的长度上可以具有不同的多个体积及/或多个形状。

方便地，与所述弹簧的所述第一及第二端部相邻的所述多个空隙在体积及/或尺寸上可以小于靠近所述弹簧的中心的所述多个空隙。

可选地，所述弹性体包括橡胶，在一些实施例中，所述橡胶可以是一丁腈橡胶。

可选地或可替换地，所述弹性体包括聚氨酯。

可选地或可替换地，所述弹性体包括多个纤维增强塑料。

根据本发明的一第二方面，提供了一种夹具部件，用于附接到一管状构件，所述夹具部件包括一外壳及根据本发明的所述第一方面的一弹簧，所述弹簧安装在所述外壳的一内面上的一座体内。

有利地，所述夹具本体包括多个夹具部件，每一个所述夹具部件具有外壳以及安装其上的一弹簧构件。

可选地，所述夹具可以具有2、3或4个或其他数量的夹具部件。

根据本发明的一第三方面，提供了一种夹具，包括根据本发明的所述第二方面的多个夹具部件及用于将所述多个部件固定在一管状构件周围的多个张紧装置。

优选地，所述多个张紧装置包括围绕所述夹具的一带子。

附图说明

现在仅以举例的方式对本发明的多个实施例进行描述，并参考附图，其中：

图1是含有一已知双向加载弹簧的一浮力模块的一透视图；

图2A是本发明一第一实施例的一夹具弹簧的一示意图，所述弹簧被带入与一管状构件接触；

图2B显示所述弹簧被施加载荷时的变形；

图3A及图3B是本发明的一进一步实施例的多个示意图，其中图3B显示所述弹簧被施加载荷时的变形；

图4A及图4B是本发明的另一进一步实施例的多个示意图，其中图4B显示所述弹簧被施加载荷时的变形；

图5A及图5B是本发明的一进一步可替换实施例的多个示意图，其中图5B显示所述弹簧被施加载荷时的变形；

图6A及图6B是本发明的另一进一步可替换实施例的多个示意图，图6B显示所述弹簧被施加载荷时的变形；

图7A是本发明的另一进一步可替换实施例的一示意图；以及

图7B是图7A的所述弹簧的部分的一放大细节视图。

具体实施方式

现在请参阅附图，图2A显示本发明的一第一实施例。这显示用于将一浮力模块安装在一管状构件，如一立管、管道、脐带或类似物，的外周的一夹具的一部件的一区段的一横截面图。

所述夹具部件1包括一外壳2，适于安装在一管状构件的外表面周围。在所示的实施例中，所述夹具具有一第二类似形状部件，每一个第二类似形状部件具有一半圆形通道3，沿着内部表面从所述部件的顶表面延伸到所述部件的底表面。

当所述两个夹具部件一起围绕着所述管状构件时，所述夹具将围绕所述管状构件，所述管状构件将通过所述夹具被保持在所述通道内。

所述外壳的所述半圆形通道3的所述表面作为一弹簧5的一座4，当所述夹具固定在所述管状构件的所述外表面时，吸收多个力。

所述弹簧包括一弹性体6，所述弹性体6在安装在所述夹具的所述外壳上时具有一弧形的形式。弹性体6优选地由如橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯、多个纤维增强塑料或其多个组合等的一材料形成。这允许当所述夹具部件被施力抵靠在所述管状构件的所述外表面及所述弹性体在所述夹具外壳及所述管状构件的所述外表面之间被挤压时，所述弹性体可以吸收多个力。

所述弹性体6的内表面7适于安装在所述外壳的所述座4内。在图示的实施例中，所述座4由所述半圆形通道的所述弧形表面提供。所述弹簧可以安装在所述外壳的上及下端之间的一等距位置，尽管在一些实施例中，所述弹簧可以完全延伸到所述外壳的顶表面及下表面之间。可替换地，在一些实施例中，如果需要，所述弹簧在所述外壳的上及下端之间的所述位置可以修改。

所述弹簧从邻近所述半圆形通道3一端的一位置延伸到邻近所述半圆形通道另一端的一位置。从图2A中可以看出，所述弹簧安装在所述半圆形通道的起点附近，但与之有一定距离。因此，所述弹簧具有一长度，略小于所述外壳4的所述半圆形通道3的凹形弧形表面的长度。

在图示的实施例中，所述弹性体6的多个外端部8(只示出其中的1个)朝所述半圆形通道3的中心向内渐缩，所述弹性体6的所述外表面的长度比本体的内表面的长度短。所述弹簧的性能可以通过改变所述弹簧的多个端部的锥度角来调整。

在所示的实施例中，所述弹簧的所述弹性体6的刚度沿着所述本体的长度从一端到另一端而变化。在此实施例中，所述弹性体的外表面9具有一波浪起伏的形式，圆形的多个高峰10被多个低谷11分开。所述弹性体6从内表面7到外表面9的所述多个高峰10的厚度大于从所述内表面7到所述外表面9的所述弹簧的所述多个低谷11的厚度。此外，每个单独的高峰的宽度从中心高峰向所述弹簧的所述端部的外高峰增加。所述多个高峰的多个区域的所述弹簧的所述刚度大于所述多个低谷的多个区域的所述弹簧的所述刚度，因此，所述弹簧的端部的所述刚度高于所述弹簧的中心的所述刚度。

在图示的实施例中，最靠近所述弹性体的所述外端部8的第一低谷11的深度小于所述弹性体的中心的低谷11’的深度。在此实施例中，所述低谷11的所述深度在最外面的多个低谷及中心的低谷之间逐渐地增加。在可替换的多个实施例中，所述多个低谷的所述深度可以沿所述本体的所述长度相等。

如图所示，通过形成具有一波浪起伏外表面的所述弹性体，在弹性体6中形成了多个指部，与现有技术的多个夹具中所述的弹性材料的一固体块相比，它在所述本体中提供了更大的灵活性。

如图2B所示，当所述多个夹具部件1初始地围绕一管状构件的所述外表面聚集在一起时，所述弹簧的所述弹性体的所述外表面9上的所述多个高峰10与所述管状构件的外周接触。当所述夹具的所述多个部件被推抵到所述管状构件的外表面时，所述弹性体6被压缩在所述夹具部件的所述外壳2及所述管状构件的所述外表面之间。所述弹簧的所述多个指部被压缩并拉到所述管状构件的所述外表面周围。如图2B所示，所述外表面的圆形的所述多个高峰10向外展开到所述多个低谷11中，实质上封闭所述多个低谷。这确保所述夹具弹簧及所述管状构件的所述外表面之间的界面的圆周长度大于目前现有技术中的多个弹簧，并且还提供了所述弹簧内压力从中心到所述外端部8的均匀分布，其可以防止所述管状构件在所述多个夹具部件被拉紧时出现异常变形。

因此，图2A及图2B中所示的所述夹具部件的所述弹簧5提供比目前已知的多个弹簧更好的性能。在所述的实施例中，所述夹具部件旨在安装在一管状构件的外表面上，以便为所述管状构件周围的一浮力模块提供一锚点。可替换地，所述夹具部件可以一体成形在所述浮力模块内，且所述夹具部件的所述外壳2可以是一C形的浮力外壳构件，例如在一双向加载模块中，或者可替换地可以是一弧形的外壳区段，旨在形成工业中已知的一多区段浮力模块的部分。

虽然本发明的上述实施例被认为比已知的多个弹簧及多个夹持部件具有明显的优势，但也设想了多个可替换的实施例，这些实施例相较已知的多个设计类似或进一步改进的多个操作特性。

图3A及图3B说明本发明的一进一步实施例。在此实施例中，为便于参考，附图标记增加了100号。在此实施例中，所述夹具部件的所述外壳102如前面的实施例中所述。

在本实施例中，所述外表面109被修改使得：所述多个低谷的深度不是逐渐地增加的，而是从相对较浅的外低谷增加到明显较深的中央低谷111’。因此，所述弹性体106朝向本体的所述多个端部108的厚度大于本体的中心的厚度，因此，所述弹性体106的所述刚度沿着所述本体在所述多个外端部108之间的长度变化，从而使所述刚度在朝向所述本体的所述多个端部处大于在所述本体的中心。

此外，在本实施例中，所述弹性体106的所述多个外端部108被修改使得：虽然所述多个外端部仍然向所述夹具部件的中心渐缩，但在本实施例中，所述本体的所述多个外端部在平行于所述夹具外壳102的多个外端部的一平面内延伸到所述半圆形通道103的所述端部之外。

如图3B所示，当所述夹具部件101被推抵到所述管状构件的所述外表面时，所述弹簧105的所述多个指部被推到一起，所述本体106的所述内表面107被拉到所述管状构件的外周，从而使所述弹性体106内的载荷沿所述本体的长度分散。

为了调整所述弹簧的性能，可以改变所述本体的所述端部的锥度角。改变所述锥度角允许控制所述弹簧在静止时，即在所述外表面109与所述管状构件的所述外表面接触之前，肩部112的角位置，以及弹簧在加载时，即弹簧在所述外壳及所述管状构件之间被压缩时，所述肩部(相对于所述管状构件的中心)的后续角位置。

图4A及图4B说明本发明的另一进一步实施例。在此实施例中，为了便于参考，附图标记增加了200号。在此实施例中，所述夹具部件201的所述外壳202如前面的实施例中所述。

在此实施例中，所述弹性体的所述多个外端部208与所述内表面207的所述端部形成一实质直角，所述外表面209的最外侧高峰被一平肩部分212取代。在所述弹性体206两端的两个平肩部分212之间的外表面中形成了被多个低谷211隔开的多个圆形高峰210。在此实施例中，所述平肩212的内端及最外侧高峰210之间形成一低谷，所述低谷相对较浅，最外侧的低谷及所述弹性体的中心之间的多个低谷的深度增加。

如图4B所示，当所述弹簧在所述外壳202及所述管状构件的所述外表面之间被压缩时，所述弹性体的所述外表面209的所述端部的所述平肩212与所述管状构件的所述外表面接触，并在所述弹性体及所述管状构件的所述外表面之间提供增加摩擦的一区域。由于沿其长度在不同点的所述本体的深度变化所导致的所述弹性体的所述刚度变化，从所述弹性体的中间向所述多个外端部208的载荷及压力分布比现有技术的多个弹簧有所改善。

本发明的一进一步实施例在图5A及图5B中说明。在本实施例中，为了便于参考，附图标记增加了300号。在本实施例中，所述夹具部件301的所述外壳302被修改使得：所述半圆形通道303的所述表面的所述多个外端部终止于垂直于所述夹具外壳的所述多个外端部延伸的多个直线部分313。所述弹性体306的所述内表面307被修改为在每一个所述外端部308处相匹配，使得在所述外壳的所述直线部分313及所述弹性体的所述端部之间形成一直角内部肩部。因此，在本实施例中，所述弹性体的所述多个外端部308在与所述外壳的所述多个外端部相同的平面内延伸，并形成所述外壳的所述多个外端部的一延续。

在本实施例中，所述弹簧305被进一步修改，即所述外表面309的多个波浪起伏被封装在所述弹簧的所述本体306内的多个空隙314所取代。在图示的实施例中，所述多个空隙实质上是圆形的，并通过所述弹性体从上表面延伸到下表面。在一些非图示的实施例中，所述多个空隙可以有不同的形状，也可以不从所述上表面延伸到所述下表面，而完全封装在所述弹性体内。所述多个空隙的体积沿着所述本体的长度从所述本体的所述端部内的最外空隙到所述本体的中心的所述空隙逐渐地增加。

如图5B所示，当所述夹具部件301在所述外壳302及所述管状构件的所述外表面之间被压缩时，所述弹簧305的所述本体内的所述多个空隙314允许所述弹簧以可控的方式变形，所述弹簧的长度上的载荷及压力分布比现有技术的多个弹簧有所改善。此实施例提供一进一步的改进，即所述弹簧305及所述管状构件的所述外表面之间的接触界面延伸到所述本体的整个外表面309。

放置在所述弹簧内的所述多个空隙314的直径及间距可以被修改，从而使所述弹簧的刚度被定制或调整，以确保所述弹簧的中心的自然峰值载荷及压力被降低，因为多个高压缩区域与多个较大的空隙在压缩时是一致的。朝向所述弹簧的所述端部，所述多个空隙的直径渐渐地减小，或者在某些实施例中，它们可能被完全移除，以创建多个低压缩区域(当与所述弹簧的多个大直径空隙的多个区域相比)，这些低压缩区域与较小直径的多个空隙重合或完全没有空隙。

图6A及图6B中描述一进一步实施例。在此实施例中，为了便于参考，附图标记增加了400号。在此实施例中，所述夹具部件401的所述外壳402与上述图5A及图5B所示的实施例有类似的修改。因此，所述半圆形通道403的所述表面的所述多个外端部终止于垂直于所述夹具外壳的所述多个外端部延伸的多个直线部分413。

在此实施例中，所述弹性体406的所述内表面407被修改为在每一个所述外端部408相匹配，以跟随所述半圆形通道403的方向从弧形部分到直线部分的变化。然而，在此实施例中，所述弹性体406的所述端部是截断的，并不完全沿着所述座404的所述线性部分413延伸，而是在所述线性部分413与所述外壳402的所述外端部相遇之前终止。

本实施例的所述弹性体406的所述多个外端部408被进一步修改，在所述外表面409的所述端部提供一平肩412。然而，与先前的实施例不同的是，所述平肩直接通向所述外表面的中第一低谷，在本实施例中，所述本体的所述外表面沿所述平肩412延伸，但随后以实质上90度角朝所述弹性体的所述内表面407转下，然后再朝所述本体的所述多个外端部转回，从而在所述平肩412下面形成一底切415。从所述底切的开口端开始，所述外表面409上有一系列多个圆形凸起416，由多个圆形槽417分隔。在图示的实施例中，每一个所述凸起从所述本体的所述内表面407起有一个相似的高度，尽管在一些实施例中，所述多个凸起的高度可以不同。每一个凸起的高度都小于所述本体的所述端部408的高度。因此，在本实施例中，当所述夹持部件与一管状构件的外表面接触时，所述弹性体的所述端部的所述平肩412初始地与所述管状构件的所述外表面接触。

当所述夹具部件401被推抵到所述管状构件的所述外表面时，所述本体的所述端部的所述平肩在所述本体的所述端部及所述管状构件的所述外表面之间被压缩，并向所述管状构件周围的所述弹性体的中心扩散。所述弹簧的进一步压缩使所述多个圆形凸起416与所述管状构件的所述外表面接触，并压迫所述多个凸起，使其变形到所述多个槽417中。此实施例提供一明显地改进的弹簧，它将载荷及压力分散到所述管状构件的圆周上，而所述夹具部件401安装围绕这个圆周，从所述部件的中心向所述多个外端部移动，从而减轻了所述管状构件在一弹簧的载荷及压力下崩溃或弯曲的风险，在这种情况下，多个力可能变成集中向所述弹簧的中心。

图7A及图7B中描述一进一步实施例。在此实施例中，为了便于参考，附图标记增加了500号。在此实施例中，所述夹具部件501的所述外壳502与上面描述的图6A及图6B所示的实施例有类似的修改。因此，所述半圆形通道503的所述表面的所述多个外端部终止于垂直于所述夹具外壳的所述多个外端部延伸的多个直线部分513。

本实施例的所述弹性体506的所述多个外端部508同样被修改为在所述外表面509的端部提供一平肩512，并在所述平肩512下面提供一底切515。

在本实施例中，所述外表面509形成了一系列由多个深圆槽517分隔的多个截头圆锥形凸起516。所述多个凸起的高度沿所述本体的长度变化。在所示的实施例中，所述本体的中心的所述多个凸起的高度小于所述本体的端部的所述多个凸起的高度。在其他实施例中，所有的所述多个凸起从所述本体的所述内表面507起都可以有相同的高度。

每个凸起的高度小于所述本体的端部508的高度。因此，在本实施例中，当所述夹具部件与一管状构件的外表面接触时，所述弹性体的端部的所述平肩512初始地与所述管状构件的所述外表面接触。

当所述夹具部件501被推抵到所述管状构件的所述外表面时，所述本体的端部的所述平肩在所述本体的端部及所述管状构件的所述外表面之间被压缩，并向所述管状构件周围的所述弹性体的中心扩散。所述弹簧的进一步压缩使所述多个截头圆锥形凸起516与所述管状构件的所述外表面接触，并压迫所述多个凸起，使其变形到所述多个槽517中。

与图6A及图6B所示的实施例一样，本实施例提供一明显改进的弹簧，所述弹簧将载荷及压力分散到所述管状构件的圆周上，而所述夹具部件501安装围绕在此圆周上，从所述构件的中心向所述多个外端部移动，从而减轻了所述管状构件在一弹簧的载荷及压力下崩溃或弯曲的风险，在这种情况下，多个力可能变成集中向所述弹簧的中心。

还设想了上述多个实施例的多个变化，其中影响所述弹簧的刚度的多个特征被结合起来，例如通过将图5A及图5B的所述多个空隙纳入所述弹簧来修改图2A及图2B所示的实施例，或者用其他任何示例中描述的所述多个端部来修改任何示例中的所述多个弹簧的所述多个端部。

如上所述，在每一个实施例中，都描述了有一外壳及安装在所述外壳中的一座内的一弹簧部件的一夹具部件。当然，对于技术人员来说，所描述的任何一个实施例都可以被并入到安装有一浮力模块的一夹具中，或者可替换地一体成形于一浮力模块内，使得所述夹具部件的所述外壳就会被所述浮力模块本身的一合适形状部分所取代。

与上述任何一个实施例有关的一弹簧可以通过用根据本发明修改过的弹簧取代与现有技术装置有关的多个原始弹簧来改装到当前的多个浮力模块。这为多个浮力模块的现有库存提供本发明的多个优点提供了一种经济有效的方法。

上述每一个实施例都可以通过多个固定螺钉或多个垫圈机械地固定在所述多个夹具部件上。可以通过所述弹性体的端部及/或沿着所述本体的长度提供多个孔及/或多个空腔。可替换地，所述多个弹簧可以直接粘合到所述多个夹具部件上，例如使用一粘合剂。在这种情况下，就不需要多个开孔及/或多个空腔。

如上所述的多个实施例可以因应多个管状构件的多个外径变化通过增加或减少基于所述多个弹簧的所需圆周长度的多个凸起的数量进行修改。此外，所述多个弹簧的整体厚度、宽度及长度也可以被修改。

技术人员会意识到，本发明提供一种改进的解决方案，即在一多本体夹具的各区段与一管状构件如一立管、脐带、管道或类似物之间分配接触压力。这减轻由于压力分布不均而导致的所述管状构件的崩溃，其中压力的集中有可能潜在地导致所述管状构件的压碎。

本发明提供一个具有成本效益的解决方案，使接触压力更均匀地分布在所述管状构件的所述外表面。通过减少峰值压力，海上夹持设备的尺寸，即重量及上升浮力可以增加超过常规值。

Claims (21)

1.一种弹簧，用于适合附接到一管状构件的一夹具，其特征在于：所述弹簧包括具有第一及第二端部的一弹性体，以及适于在一夹具构件内就位的一内部表面，以及适于接触所述管状构件的外表面的一外部表面，所述内部表面及所述外部表面在所述第一及第二端部之间延伸，且其中所述弹簧的所述弹性体的刚度在所述第一及第二端部之间的本体的长度上变化。

2.根据权利要求1所述的弹簧，其特征在于：所述弹簧的所述本体是弧形的。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的弹簧，其特征在于：所述刚度在朝向所述弹性体的所述第一及第二端部处高于在所述本体的中心内。

4.根据权利要求3所述的弹簧，其特征在于：所述刚度从所述第一及第二端部朝向所述本体的所述中心逐渐地变化。

5.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的弹簧，其特征在于：所述本体的外表面是波浪起伏的形式。

6.根据权利要求5所述的弹簧，其特征在于：所述本体的所述外表面包括沿着所述弹簧的外表面的多个高峰及多个低谷。

7.根据权利要求6所述的弹簧，其特征在于：所述弹簧的所述外表面上的所述多个高峰相对于相邻的所述低谷具有相同的高度。

8.根据权利要求8所述的弹簧，其特征在于：所述弹簧的所述外表面上的所述多个高峰的高度相对于相邻的所述低谷沿所述弹簧的长度变化。

9.根据权利要求8所述的弹簧，其特征在于：最靠近所述弹簧的中心的所述弹簧的所述外表面上的所述多个高峰相对于相邻的所述多个低谷的高度高于较靠近所述弹簧的所述第一及第二端部的所述多个高峰相对于相邻的所述多个低谷的高度。

10.根据权利要求1至权利要求4中的任一权利要求所述的弹簧，其特征在于：多个空隙形成于所述本体中。

11.根据权利要求10所述的弹簧，其特征在于：所述多个空隙在所述第一及第二端部之间的所述弹簧的长度上具有不同的多个体积及/或多个形状。

12.根据权利要求11所述的弹簧，其特征在于：其中与所述弹簧的所述第一及第二端部相邻的所述多个空隙在体积及/或尺寸上小于靠近所述弹簧的中心的所述多个空隙。

13.根据权利要求1至权利要求12中的任一权利要求所述的弹簧，其特征在于：所述弹性体包括橡胶。

14.根据权利要求13所述的弹簧，其特征在于：所述弹性体包括丁腈橡胶。

15.根据权利要求1至权利要求12中的任一权利要求所述的弹簧，其特征在于：所述弹性体包括聚氨酯。

16.根据权利要求1至权利要求12中的任一权利要求所述的弹簧，其特征在于：所述弹性体包括多个纤维增强塑料。

17.一种夹具部件，用于附接到一管状构件，其特征在于：所述夹具部件包括一外壳及根据权利要求1至权利要求16中任一权利要求所述的一弹簧，所述弹簧安装在所述外壳的一内面上的一座体内。

18.根据权利要求17所述的夹具，其特征在于：所述夹具本体包括多个夹具部件，每一个所述夹具部件具有外壳以及安装其上的一弹簧构件。

19.根据权利要求17或权利要求18中的任一权利要求所述的夹具，其特征在于：所述夹具具有2、3或4个夹具部件。

20.一种夹具，其特征在于：包括根据权利要求17至权利要求19中的任一权利要求所述的多个夹具部件及用于将所述多个部件固定在一管状构件周围的多个张紧装置。

21.根据权利要求20所述的夹具，其特征在于：所述多个张紧装置包括围绕所述夹具的一带子。

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