CN115262619A - 一种装配式海洋工程专用吸力式沉箱基础结构 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种装配式海洋工程专用吸力式沉箱基础结构，其包括，沉箱结构本体，沉箱结构本体为底部开口的圆柱筒体结构，沉箱结构本体内水平固定设置有安装板，安装板上竖直连接有钻杆，钻杆的顶部穿过安装板，钻杆的顶部同轴固定套设有锥齿轮二，沉箱结构本体内水平设置有连接轴，连接轴的一端靠近锥齿轮二、另一端穿过沉箱结构本体的壁部，连接轴的端部同轴固定套设有锥齿轮一，锥齿轮一与锥齿轮二啮合，沉箱结构本体的外壁处设置有驱动连接轴转动的传动机构，电机驱动转轴、连接轴转动，从而驱动钻杆转动，钻杆对泥土进行松动，有利于沉箱结构本体的下沉，沉箱结构本体下沉完成后，传动机构可拆除并多次使用。

Description

一种装配式海洋工程专用吸力式沉箱基础结构

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种装配式海洋工程专用吸力式沉箱基础结构。

背景技术

吸力式沉箱基础结构是一种底端敞开、上端封闭的大直径钢质圆桶结构，具有造价低、可重复使用等优势，在深水海洋平台工程中的应用越来越多。吸力式沉箱基础结构在现场安装过程中，在内外压差作用下沉入海床内，由于海床地层软黏土或砂土不均匀性致使大体积沉箱基础结构内存有空气，无法满足沉箱结构全部沉入海床，而且沉箱结构安装完成后，安装器械不便于拆卸。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的提供一种装配式海洋工程专用吸力式沉箱基础结构。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种装配式海洋工程专用吸力式沉箱基础结构，其包括：

沉箱结构本体，沉箱结构本体为底部开口的圆柱筒体结构，沉箱结构本体内水平固定设置有安装板，安装板上竖直连接有钻杆，钻杆的底部靠近沉箱结构本体的开口端，钻杆的顶部穿过安装板，钻杆的顶部同轴固定套设有锥齿轮二，沉箱结构本体内水平设置有连接轴，连接轴靠近沉箱结构本体的顶部，连接轴的一端靠近锥齿轮二、另一端穿过沉箱结构本体的壁部，连接轴的端部同轴固定套设有锥齿轮一，锥齿轮一与锥齿轮二啮合，沉箱结构本体的外壁处设置有驱动连接轴转动的传动机构，沉箱结构本体的壁部固定设置有固定板，连接轴的端部穿过固定板，传动机构包括安装架、电机、转轴，安装架与固定板之间通过螺栓固定连接，电机安装于安装架上，电机的输出轴呈水平布置，转轴的一端与电机的输出轴端同轴固定连接、另一端靠近连接轴的端部，安装架的顶部设置有支板，支板的底部设置有电磁铁，转轴、连接轴上开设有键槽，转轴上套设有花键套、连接环，连接环与花键套固定连接，连接环处于电磁铁与安装架的端部之间，转轴的端部设置有限位块，转轴上套设有弹簧一，弹簧一的一端与限位块接触、另一端与连接环接触，连接环为衔铁制得。

作为本技术方案的进一步改进，沉箱结构本体内设置有排气机构，沉箱结构本体包括套环、排气管、连接管、排气组件，套环同轴固定套设于连接轴上，套环的圆周方向上固定设置有凸块，凸块设置有若干个并且均匀环绕于套环的圆周方向，凸块为弧形凸块，排气管处于套环的上方，排气管与沉箱结构本体的内壁之间固定连接，排气管的进气端处于沉箱结构本体内，排气管的排气端伸出沉箱结构本体外，连接管竖直连通于排气管的底部，排气组件设置于排气管上。

作为本技术方案的进一步改进，排气组件包括导柱、压块、推杆、活塞，导柱竖直设置于排气管的壁部，导柱设置有两个且呈平行布置，导柱的下端部设置有外置台阶，导柱与排气管的连接处设置有挡块，压块套设于导柱上，导柱上套设有弹簧二，弹簧二的一端与挡块接触、另一端与压块的顶部接触，活塞匹配设置于连接管内，推杆的一端与压块连接、另一端与活塞连接，压块的端部与套环的环面接触，排气管内设置有单向阀一、单向阀二，单向阀一靠近排气管的进气端，连接管处于单向阀一、单向阀二之间，单向阀一、单向阀二的流通方向为连接管的进气端流向排气端。

作为本技术方案的进一步改进，安装架上固定设置有连接板，连接板设置有两个并且相对布置，固定板上开设有若干插接孔，连接板上设置有固定杆，固定杆呈水平布置，固定杆穿过连接板的板面，固定杆的一端靠近连接环的板面、另一端靠近插接孔，固定杆上固定设置有限位环，固定杆套设有弹簧三，弹簧三的一端与连接板接触、另一端与限位环接触。

本发明与现有技术相比，取得的进步以及优点在于本发明使用过程中，当对连接轴进行动力输送时，电磁铁得电并吸引连接环，接着连接环带动花键套向靠近连接轴的端部移动，花键套与连接轴、转轴的键槽配合，从而使转轴与连接轴构成传动配合，电机驱动转轴、连接轴转动，从而驱动钻杆转动，钻杆对泥土进行松动，有利于沉箱结构本体的下沉，沉箱结构本体下沉完成后，传动机构可拆除并多次使用，连接轴转动时，凸块往复抵触压块，从而推动活塞于连接管内往复移动，从而能够将沉箱结构本体内的空气抽出，电磁铁吸引连接环的过程中，连接环推动固定杆并且使固定杆伸入至固定板上的插接孔内，从而提高传动机构安装的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的沉箱结构本体内部示意图。

图3为本发明的排气机构示意图。

图4为本发明的排气组件示意图。

图5为本发明的排气组件与排气管配合示意图。

图6为本发明的传动机构示意图。

图7为本发明的花键套安装示意图。

图8为本发明的花键套与转轴、连接轴配合示意图。

图中标示为：

10、沉箱结构本体；110、连接轴；120、锥齿轮一；130、安装板；140、钻杆；150、锥齿轮二；

20、传动机构；210、安装架；211、支板；212、电磁铁；220、电机；221、转轴；222、花键套；223、连接环；224、限位块；

30、排气机构；310、套环；311、凸块；320、排气管；321、连接管；322、单向阀一；323、单向阀二；330、排气组件；331、导柱；332、压块；333、推杆；334、活塞；

40、固定板；410、连接板；420、固定杆；430、限位环。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

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。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此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，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-8所示，一种装配式海洋工程专用吸力式沉箱基础结构，其包括：

沉箱结构本体10，沉箱结构本体10为底部开口的圆柱筒体结构，沉箱结构本体10内水平固定设置有安装板130，安装板130上竖直连接有钻杆140，钻杆140的底部靠近沉箱结构本体10的开口端，钻杆140的顶部穿过安装板130，钻杆140的顶部同轴固定套设有锥齿轮二150，沉箱结构本体10内水平设置有连接轴110，连接轴110靠近沉箱结构本体10的顶部，连接轴110的一端靠近锥齿轮二150、另一端穿过沉箱结构本体10的壁部，连接轴110的端部同轴固定套设有锥齿轮一120，锥齿轮一120与锥齿轮二150啮合，沉箱结构本体10的外壁处设置有驱动连接轴110转动的传动机构20，沉箱结构本体10的壁部固定设置有固定板40，连接轴110的端部穿过固定板40，传动机构20包括安装架210、电机220、转轴221，安装架210与固定板40之间通过螺栓固定连接，电机220安装于安装架210上，电机220的输出轴呈水平布置，转轴221的一端与电机220的输出轴端同轴固定连接、另一端靠近连接轴110的端部，安装架210的顶部设置有支板211，支板211的底部设置有电磁铁212，转轴221、连接轴110上开设有键槽，转轴221上套设有花键套222、连接环223，连接环223与花键套222固定连接，连接环223处于电磁铁212与安装架210的端部之间，转轴221的端部设置有限位块224，转轴221上套设有弹簧一，弹簧一的一端与限位块224接触、另一端与连接环223接触，连接环223为衔铁制得，当对连接轴110进行动力输送时，电磁铁212得电并吸引连接环223，接着连接环223带动花键套222向靠近连接轴110的端部移动，花键套222与连接轴110、转轴221的键槽配合，从而使转轴221与连接轴110构成传动配合，电机220驱动转轴221、连接轴110转动，从而驱动钻杆140转动，钻杆140对泥土进行松动，有利于沉箱结构本体10的下沉，沉箱结构本体10下沉完成后，传动机构20可拆除并多次使用。

更为具体的，沉箱结构本体10在沉降的过程中，沉箱结构本体10内存有空气，沉箱结构本体10内的气压影响沉箱结构本体10的下沉，为此，沉箱结构本体10内设置有排气机构30，沉箱结构本体30包括套环310、排气管320、连接管321、排气组件330，套环310同轴固定套设于连接轴110上，套环310的圆周方向上固定设置有凸块311，凸块311设置有若干个并且均匀环绕于套环310的圆周方向，凸块311为弧形凸块，排气管320处于套环310的上方，排气管320与沉箱结构本体10的内壁之间固定连接，排气管320的进气端处于沉箱结构本体10内，排气管320的排气端伸出沉箱结构本体10外，连接管321竖直连通于排气管320的底部，排气组件330设置于排气管320上，连接轴110转动的过程中带动套环310转动，从而使凸块311触发排气组件330工作，并将沉箱结构本体10内的空气排出，从而减小沉箱结构本体10内的气压。

更为具体的，排气组件330包括导柱331、压块332、推杆333、活塞334，导柱331竖直设置于排气管320的壁部，导柱331设置有两个且呈平行布置，导柱331的下端部设置有外置台阶，导柱331与排气管320的连接处设置有挡块，压块332套设于导柱331上，导柱331上套设有弹簧二，弹簧二的一端与挡块接触、另一端与压块332的顶部接触，活塞334匹配设置于连接管321内，推杆333的一端与压块332连接、另一端与活塞334连接，压块332的端部与套环310的环面接触，排气管320内设置有单向阀一322、单向阀二323，单向阀一322靠近排气管320的进气端，连接管321处于单向阀一322、单向阀二323之间，单向阀一322、单向阀二323的流通方向为连接管321的进气端流向排气端，连接轴110转动时，凸块311往复抵触压块332，从而推动活塞334于连接管321内往复移动，从而能够将沉箱结构本体10内的空气抽出。

更为具体的，安装架210上固定设置有连接板410，连接板410设置有两个并且相对布置，固定板40上开设有若干插接孔，连接板410上设置有固定杆420，固定杆420呈水平布置，固定杆420穿过连接板410的板面，固定杆420的一端靠近连接环223的板面、另一端靠近插接孔，固定杆420上固定设置有限位环430，固定杆420套设有弹簧三，弹簧三的一端与连接板410接触、另一端与限位环430接触，电磁铁212吸引连接环223的过程中，连接环223推动固定杆420并且使固定杆420伸入至固定板40上的插接孔内，从而提高传动机构20安装的稳定性。

工作原理：

本发明在使用过程中，当对连接轴110进行动力输送时，电磁铁212得电并吸引连接环223，接着连接环223带动花键套222向靠近连接轴110的端部移动，花键套222与连接轴110、转轴221的键槽配合，从而使转轴221与连接轴110构成传动配合，电机220驱动转轴221、连接轴110转动，从而驱动钻杆140转动，钻杆140对泥土进行松动，有利于沉箱结构本体10的下沉，沉箱结构本体10下沉完成后，传动机构20可拆除并多次使用，连接轴110转动时，凸块311往复抵触压块332，从而推动活塞334于连接管321内往复移动，从而能够将沉箱结构本体10内的空气抽出，电磁铁212吸引连接环223的过程中，连接环223推动固定杆420并且使固定杆420伸入至固定板40上的插接孔内，从而提高传动机构20安装的稳定性。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (4)

1.一种装配式海洋工程专用吸力式沉箱基础结构，其特征在于，其包括：

沉箱结构本体，沉箱结构本体为底部开口的圆柱筒体结构，沉箱结构本体内水平固定设置有安装板，安装板上竖直连接有钻杆，钻杆的底部靠近沉箱结构本体的开口端，钻杆的顶部穿过安装板，钻杆的顶部同轴固定套设有锥齿轮二，沉箱结构本体内水平设置有连接轴，连接轴靠近沉箱结构本体的顶部，连接轴的一端靠近锥齿轮二、另一端穿过沉箱结构本体的壁部，连接轴的端部同轴固定套设有锥齿轮一，锥齿轮一与锥齿轮二啮合，沉箱结构本体的外壁处设置有驱动连接轴转动的传动机构，沉箱结构本体的壁部固定设置有固定板，连接轴的端部穿过固定板，传动机构包括安装架、电机、转轴，安装架与固定板之间通过螺栓固定连接，电机安装于安装架上，电机的输出轴呈水平布置，转轴的一端与电机的输出轴端同轴固定连接、另一端靠近连接轴的端部，安装架的顶部设置有支板，支板的底部设置有电磁铁，转轴、连接轴上开设有键槽，转轴上套设有花键套、连接环，连接环与花键套固定连接，连接环处于电磁铁与安装架的端部之间，转轴的端部设置有限位块，转轴上套设有弹簧一，弹簧一的一端与限位块接触、另一端与连接环接触，连接环为衔铁制得。

2.根据权利要求1所述的一种装配式海洋工程专用吸力式沉箱基础结构，其特征在于，沉箱结构本体内设置有排气机构，沉箱结构本体包括套环、排气管、连接管、排气组件，套环同轴固定套设于连接轴上，套环的圆周方向上固定设置有凸块，凸块设置有若干个并且均匀环绕于套环的圆周方向，凸块为弧形凸块，排气管处于套环的上方，排气管与沉箱结构本体的内壁之间固定连接，排气管的进气端处于沉箱结构本体内，排气管的排气端伸出沉箱结构本体外，连接管竖直连通于排气管的底部，排气组件设置于排气管上。

3.根据权利要求2所述的一种装配式海洋工程专用吸力式沉箱基础结构，其特征在于，排气组件包括导柱、压块、推杆、活塞，导柱竖直设置于排气管的壁部，导柱设置有两个且呈平行布置，导柱的下端部设置有外置台阶，导柱与排气管的连接处设置有挡块，压块套设于导柱上，导柱上套设有弹簧二，弹簧二的一端与挡块接触、另一端与压块的顶部接触，活塞匹配设置于连接管内，推杆的一端与压块连接、另一端与活塞连接，压块的端部与套环的环面接触，排气管内设置有单向阀一、单向阀二，单向阀一靠近排气管的进气端，连接管处于单向阀一、单向阀二之间，单向阀一、单向阀二的流通方向为连接管的进气端流向排气端。

4.根据权利要求3所述的一种装配式海洋工程专用吸力式沉箱基础结构，其特征在于，安装架上固定设置有连接板，连接板设置有两个并且相对布置，固定板上开设有若干插接孔，连接板上设置有固定杆，固定杆呈水平布置，固定杆穿过连接板的板面，固定杆的一端靠近连接环的板面、另一端靠近插接孔，固定杆上固定设置有限位环，固定杆套设有弹簧三，弹簧三的一端与连接板接触、另一端与限位环接触。

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