CN115679926A - 一种海洋工程专用垫墩 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海洋工程设备领域,具体涉及一种海洋工程专用垫墩。具体技术方案为:所述垫墩设置在立柱与作业平台之间,所述垫墩包括设置在立柱上端的调节机构、保护机构,所述调节机构包括由驱动机构驱动的螺杆、滑动设置在所述螺杆上的支撑块,所述支撑块上表面为第一斜面,所述作业平台下方设置有调节凹槽,所述调节凹槽内顶部设置有与所述第一斜面相对应的第二斜面,所述第一斜面、第二斜面倾斜方向一致。螺杆转动时,支撑块在调节凹槽内滑动,支撑块顶部挤压作业平台,从而实现作业平台的升降,该高度调节过程可以连接调节高度,保证作业平台正常工作。
Description
技术领域
本发明属于海洋工程设备领域,具体涉及一种海洋工程专用垫墩。
背景技术
海洋工程的结构形式很多,其中透空式建筑物适用于软土地基的浅海,其中使用较多的是浅海海上平台,海上平台以钢材、钢筋混泥土等建成。海上平台安装在立柱上,支撑于海面之上。由于软土地基的影响,长期使用后,其中某一立柱所在地基下沉,导致海上平台发生倾斜,影响正常作业。故需要在立柱与海上平台之间设置可调节高度的垫墩,使海上平台保持平稳。
专利申请号201810582122.4公开了一种海洋工程专用垫墩及使用方法,采用双轴液压缸驱动两个交叉的轴臂开合,用于调节作业平台的高度;同时设置上顶部为阶梯面的支撑块,用于支撑作业平台。采用这种专用垫墩,仅能够将作业平台调节至某几个确定的高度值,无法连续调节高度,适用性较差。同时,调整支撑块的位置时,作业平台的重量主要由轴臂支撑,而海上平台的重量通常都非常大,将给轴臂带来较大的负担,长期使用后,缩短轴臂的使用寿命。同时,目前垫墩的调节机构一旦失效或者损坏,没有较好的应急保护装置保护作业平台。
因此,如果能够提供一种可连续调节高度的海洋工程专用垫墩,将具有优越的工业应用前景。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种海洋工程专用垫墩。
为实现上述发明目的,本发明所采用的技术方案是:一种海洋工程专用垫墩,所述垫墩设置在立柱与作业平台之间,所述垫墩包括设置在立柱上端的调节机构、保护机构,所述调节机构包括由驱动机构驱动的螺杆、滑动设置在所述螺杆上的支撑块,所述支撑块上表面为第一斜面,所述作业平台下方设置有调节凹槽,所述调节凹槽内顶部设置有与所述第一斜面相对应的第二斜面,所述第一斜面、第二斜面倾斜方向一致;螺杆转动,带动支撑块沿螺杆长度方向移动,支撑块挤压调节凹槽,调节作业平台高度。
优选的:所述驱动机构包括固定设置在所述螺杆一端的第一齿轮,所述第一齿轮啮合有电机驱动的第二齿轮;
或者,所述驱动机构包括电机驱动的涡轮,所述螺杆一端设置有与涡轮对应的蜗杆螺纹,所述螺杆设置有蜗杆螺纹的一端与涡轮构成配合的涡轮蜗杆结构。
优选的:所述保护机构包括在所述立柱内、沿立柱轴向设置的第一空腔,所述第一空腔内设置有与所述第一空腔适配的重块,所述立柱上设置有与所述第一空腔连通的“L”形第一活塞筒,所述第一活塞筒内远离所述重块的一端设置有活塞杆,所述第一活塞筒内填充有液压油。
优选的:所述立柱上以第一空腔中线为原点,圆形阵列设置有四组第一活塞筒,所述四组第一活塞筒底部之间相互连通。
优选的:所述作业平台下表面设置有与所述活塞杆适配的第二活塞筒,所述活塞杆上部能够在所述第二活塞筒内上下滑动,所述第二活塞筒侧壁上开设有第一通孔。
优选的:所述第一活塞筒与所述第一空腔的连通部设置有可转动的挡板;所述重块位于第一活塞筒底部时,所述挡板与重块接触;极限状态时,所述挡板呈水平状态。
优选的:所述重块下端为四棱台,所述重块上端形状与所述第一空腔形状适配;所述重块底部的四个斜面均与所述挡板接触。
优选的:所述第一空腔内还设置有压缩弹簧,所述压缩弹簧一端与所述第一空腔内顶部相抵,另一端与所述重块上表面相抵。
优选的:所述防护机构还包括加液部件,所述加液部件包括加液管,所述活塞杆内沿其轴向设置有第三通孔,所述作业平台底部设置有与所述第三通孔对应的第四通孔,所述第三通孔、第四通孔内设置有连接套筒,所述加液管设置在所述连接套筒内,所述加液管一端伸入第一活塞筒内,另一端通过控制阀连接有加液箱。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、通过在立柱上设置可转动的螺杆,在螺杆上螺纹连接有支撑块,支撑块顶部设置成第一斜面,作业平台下表面设置调节凹槽,调节凹槽内设置有倾斜方向一致的第二斜面,螺杆转动时,支撑块在调节凹槽内滑动,支撑块顶部挤压作业平台,从而实现作业平台的升降,该高度调节过程可以连接调节高度,保证作业平台正常工作。
2、通过在立柱上设置第一空腔,第一空腔内设置重块,第一空腔底部连通有第一活塞筒,第一活塞筒内远离重块的一端设置有活塞杆,第一活塞筒内填充有抗磨液压油,当支撑块位于调节凹槽内的其他位置时,将作业平台的负载分担部分给活塞杆,活塞杆通过液压油传输给重块,将作业平台的压力能转换成重块的重力势能,减小支撑块、螺杆的负重,保证调节机构的使用寿命。同时,由于减小了作业平台对支撑块、螺杆的负重,则相应地减小了驱动机构的驱动力,更加节能。在立柱内设置重块,可以增加立柱的重量,使立柱能够更好地适应海浪带来的冲击,增加立柱的使用寿命,保证其工作稳定性。
附图说明
图1为本发明垫墩正面剖视示意图;
图2为图1中A局部示意放大图;
图3为本发明重块结构示意图;
图4为本发明垫墩侧面剖视示意图(支撑块位于调节凹槽内中部);
图5为本发明垫墩侧面剖视示意图(支撑块位于调节凹槽内最高点);
图6为图5中B-B截面结构剖视示意图。
图中:立柱1、作业平台2、螺杆3、支撑块4、第一齿轮5、箱体 6、连接块7、调节凹槽8、第一空腔9、重块10、第一活塞筒11、活塞杆12、第二活塞筒13、第一通孔14、挡板15、压缩弹簧16、液压油17、加液管18、连接套筒19、加液泵20、加液箱21、缺口22、第二通孔23。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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,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,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-6所示,一种海洋工程专用垫墩,所述垫墩设置在立柱1与作业平台2之间,当作业平台2发生倾斜时,用于调节作业平台2的高度。所述垫墩包括设置在立柱1上端的调节机构、保护机构,调节机构用于调节作业平台2的高度,保护机构除了让作业平台2不发生剧烈抖动外,也可以用于当调节机构失效时,调节作业平台2的高度。所述调节机构包括由驱动机构驱动的螺杆3、滑动设置在所述螺杆3上的支撑块4,支撑块4与螺杆3的连接部设置有与螺杆3对应的螺纹,所述支撑块4上表面为第一斜面,所述作业平台2下方设置有调节凹槽8,所述调节凹槽8内顶部设置有与所述支撑块4上表面对应的第二斜面,所述第一斜面、第二斜面倾斜方向、倾斜角度一致。
需要说明的是,支撑块4上端形状与调节凹槽8形状相同,使支撑块4在调节凹槽8内移动时,调节凹槽8限制支撑块4仅能够沿螺杆3 长度方向移动。驱动机构带动螺杆3转动,带动支撑块4沿螺杆3长度方向移动,当支撑块4上端在调节凹槽8内沿上坡方向移动时,即附图 1中向右移动,作业平台2高度下降;当支撑块4上端在调节凹槽8内沿下坡方向移动时,即附图1中向左移动,作业平台2高度上升。通过设置调节机构,当作业平台2发生倾斜时,可以调节作业平台2的高度,使作业平台2处于水平状态。
具体地,作业平台2下方通常设置有四个立柱1,每个立柱1上均设置垫墩,当海底地基下陷或者其他原因导致作业平台2一方发生倾斜时,只需要通过垫墩上的调节机构就能调节作业平台2的高度。立柱1 圆周侧壁上、靠近立柱1顶端的位置处固定套接有开口朝上的箱体6,螺杆3水平设置在箱体6内且两端转动设置在箱体6上,驱动机构设置在箱体6内。作业平台2下表面设置有与箱体6顶部相适配的连接块7,调节凹槽8开设在连接块7下表面。箱体6上端内侧可滑动设置在连接块7外侧,使箱体6、连接块7围成一个封闭区域,防止海水等杂质进入箱体6内,影响驱动机构的正常使用,且减缓螺杆3、支撑块4的锈蚀。为了让支撑块4沿螺杆3长度方向移动,支柱上表面可设置限位槽,支撑块4下端设置与限位槽对应的限位杆,支撑块4移动时,限位杆在限位槽内滑动,限制支撑块4沿螺杆3长度方向移动。
进一步的,驱动机构可以有多种实施方式。其中一种实施方式,如图1所示,所述驱动机构包括第一齿轮5,第一齿轮5固定设置在所述螺杆3上,所述第一齿轮5啮合有电机驱动的第二齿轮,第二齿轮与电机输出轴固定连接,电机固定设置在箱体6内。电机驱动第二齿轮转动,带动第一齿轮5转动,驱动螺杆3转动,从而使支撑块4上端在调节凹槽8内滑动。
驱动机构又一种实施方式,所述驱动机构包括涡轮,涡轮与电机输出轴固定连接,所述螺杆3一端设置有与涡轮对应的螺纹,所述螺杆3 一端与涡轮构成配合的涡轮蜗杆结构。即,螺杆3上设置有两段不同的螺纹,一段是驱动支撑块4沿螺杆3长度方向移动的第一螺纹,另一端是与涡轮适配的第二螺纹。电机驱动涡轮旋转,带动螺杆3旋转。
为了保证螺杆3、驱动机构的使用寿命,减小作业平台2对调节机构的负载,本申请的垫墩还设置了保护机构。所述保护机构包括在所述立柱1内、沿立柱1轴向设置的第一空腔9,所述第一空腔9内设置有与所述第一空腔9适配的重块10,所述立柱1上设置有与所述第一空腔 9连通的“L”形第一活塞筒11,所述第一活塞筒11内远离所述重块10 的一端设置有活塞杆12,所述第一活塞筒11内填充有液压油17。当支撑块4位于调节凹槽8内的最低点时,第一活塞筒11内远离所述重块 10的一端与作业平台2下端接触但不受力,重块10位于第一空腔9内的底部且液压油17对重块10没有推力。当支撑块4位于调节凹槽8内的其他位置时,第一活塞筒11内远离所述重块10的一端与作业平台2 下端接触且受力,活塞杆12对作业平台2有支撑作用,液压油17对重块10有推力,甚至向上推动重块10进入第一空腔9上部。
当支撑块4位于调节凹槽8内的其他位置时,将作业平台2的负载分担部分给活塞杆12,活塞杆12通过液压油17传输给重块10,将作业平台2的压力能转换成重块10的重力势能,减小支撑块4、螺杆3的负重,保证调节机构的使用寿命。同时,由于减小了作业平台2对支撑块4、螺杆3的负重,则相应地减小了驱动机构的驱动力,更加节能。第一活塞筒11内填充有液压油17,当作业平台2由于环境影响发生抖动、震动时,液压油17可以吸收震动的能量,使作业平台2不发生大幅度的运动。优选的方案是在立柱1内部靠近下端的位置设置有同样的重块10,在立柱1内设置重块10,可以增加立柱1的重量,使立柱1 能够更好地适应海浪带来的冲击,增加立柱1的使用寿命,保证其工作稳定性。
需要说明的是,液压油17选用粘度较大、抗磨、压力稳定的液压油17,如抗磨液压油17系列(HM液压油17)。由于该装置是将作业平台2的负载转换成提升重块10,故对重块10的质量要求较高,重块10 选用密度大的合金,如重块10采用高密度合金(密度 13.0g/cm3-18.5g/cm3)制成,可以采用W-Ni-Fe系列、W-Ni-Cu系列等,密度大,热膨胀系数低。
具体地,如图6所示,立柱1上以第一空腔9为中心、圆形阵列设置有多个第一活塞筒11,多个活塞筒底部之间相互连通。优选的,立柱 1上设置有四个第一活塞筒11。
进一步的,为了限制活塞杆12在竖直方向上的位置,更好支撑作业平台2,所述作业平台2下表面设置有与所述活塞杆12适配的第二活塞筒13,所述活塞杆12上部能够在所述第二活塞筒13内上下滑动。当支撑块4位于调节凹槽8内的其他位置时,活塞杆12顶部与第二活塞筒13内顶部相抵,保护机构能够支撑作业平台2。
进一步的,当支撑块4从调节凹槽8内的最低点移动至其他位置,尤其是调节凹槽8内的最高点时,为了避免第二活塞筒13内憋压,所述第二活塞筒13侧壁上开设有第一通孔14。第一通孔14用于连通第二活塞筒13与外界。
进一步的,为了将液压油17的推力更好地作用于重块10,第一活塞筒11与第一空腔9的连通部设置有可转动的挡板15,当重块10位于第一活塞筒11底部时,挡板15与重块10接触;当液压油17对重块10 有足够大的推力时,液压油17将重块10从第一空腔9底部推入第一空腔9顶部,同时液压油17推动挡块向上转动,直至挡板15呈水平状态。
具体地,如图1、2、5所示,所述第一活塞筒11与第一空腔9的连通部上方、所述第一空腔9内侧壁开设有形缺口22,所述缺口 22内铰接挡板15。自然状态时,所述挡板15远离铰接部的一端朝下;极限状态时,由于缺口22的限制,所述挡板15呈水平状态。
进一步的,当挡板15呈水平状态时,为了能让液压油17依然能够从第一活塞筒11流入第一空腔9,所述挡板15上开设有多个第二通孔 23。
进一步的,为了便于将重块10从第一空腔9底部推入第一空腔9 顶部,所述重块10下端为四棱台,如图3所示,所述重块10上端形状与所述第一空腔9形状适配。即重块10能够在第一空腔9内上下滑动,但第一活塞杆12内的液压油17不会进入重块10上表面与第一空腔9 围成的区域内。优选的,当重块10位于第一空腔9底部时,重块10底部的斜面与挡板15接触。
进一步的,为了增加保护机构的负载能力,所述第一空腔9内还设置有压缩弹簧16,所述压缩弹簧16一端与所述第一空腔9内顶部相抵,另一端与所述重块10上表面相抵。
当电机发生故障时,即不能将支撑块4固定在调节凹槽8内,或者没法驱动螺杆3旋转实现调节高度的功能时,此时为了保证作业平台2 的正常工作,本申请的保护机构除了上述的保证作业平台2的稳定性外,还应该能够对作业平台2实现高度调节。如图1所示,所述防护机构还包括加液部件,所述加液部件包括加液管18,所述加液管18一端伸入第一活塞筒11内,另一端连接有加液箱21。当重块10已经到达第一空腔9顶部时,通过加液泵20将加液箱21内的液压油17注入第一活塞筒11内,使活塞杆12在第一活塞杆12内向上移动,从而提升作业平台2。需要降低作业平台2高度时,通过第一活塞筒11内的自身压力,将第一活塞筒11内的液压油17排入加液箱21内。
具体地,其中一个活塞杆12内沿其轴向设置有第三通孔,所述作业平台2底部设置有与所述第三通孔对应的第四通孔,所述第三通孔、第四通孔内设置有连接套筒19,所述加液管18设置在所述连接套筒19 内,所述加液管18一端伸入第一活塞筒11内,另一端连接有加液泵20,再通过控制阀连接有加液箱21。加液箱21及加液泵20均设置在作业平台2上。需要说明的是,活塞杆12能够在连接套筒19外壁上滑动。连接套筒19的形状为“T”形,其顶部伸出作业平台2且与作业平台2上表面相抵,通过固定螺栓固定,将连接套筒19固定在作业平台2上。连接套筒19顶部与作业平台2上表面的连接部设置有密封圈,防止液压油17泄露。
需要说明的是,为了防止液压油17泄露,所有涉及液压油17的连接部位均设置有密封装置,所述密封装置可以为密封圈、密封垫、密封套等,具体视连接部位情况而定。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种海洋工程专用垫墩,所述垫墩设置在立柱(1)与作业平台(2)之间,其特征在于:所述垫墩包括设置在立柱(1)上端的调节机构、保护机构,所述调节机构包括由驱动机构驱动的螺杆(3)、滑动设置在所述螺杆(3)上的支撑块(4),所述支撑块(4)上表面为第一斜面,所述作业平台(2)下方设置有调节凹槽(8),所述调节凹槽(8)内顶部设置有与所述第一斜面相对应的第二斜面,所述第一斜面、第二斜面倾斜方向一致;螺杆(3)转动,带动支撑块(4)沿螺杆(3)长度方向移动,支撑块(4)挤压调节凹槽(8),调节作业平台(2)高度。
2.根据权利要求1所述的一种海洋工程专用垫墩,其特征在于:所述驱动机构包括固定设置在所述螺杆(3)一端的第一齿轮(5),所述第一齿轮(5)啮合有电机驱动的第二齿轮;
或者,所述驱动机构包括电机驱动的涡轮,所述螺杆(3)一端设置有与涡轮对应的蜗杆螺纹,所述螺杆(3)设置有蜗杆螺纹的一端与涡轮构成配合的涡轮蜗杆结构。
3.根据权利要求1所述的一种海洋工程专用垫墩,其特征在于:所述保护机构包括在所述立柱(1)内、沿立柱(1)轴向设置的第一空腔(9),所述第一空腔(9)内设置有与所述第一空腔(9)适配的重块(10),所述立柱(1)上设置有与所述第一空腔(9)连通的“L”形第一活塞筒(11),所述第一活塞(11)内远离所述重块(10)的一端设置有活塞杆(12),所述第一活塞筒(11)内填充有液压油(17)。
4.根据权利要求3所述的一种海洋工程专用垫墩,其特征在于:所述立柱(1)上以第一空腔(9)中线为原点,圆形阵列设置有四组第一活塞筒(11),所述四组第一活塞筒(11)底部之间相互连通。
5.根据权利要求4所述的一种海洋工程专用垫墩,其特征在于:所述作业平台(2)下表面设置有与所述活塞杆(12)适配的第二活塞筒(13),所述活塞杆(12)上部能够在所述第二活塞筒(13)内上下滑动,所述第二活塞筒(13)侧壁上开设有第一通孔(14)。
6.根据权利要求4所述的一种海洋工程专用垫墩,其特征在于:所述第一活塞筒(11)与所述第一空腔(9)的连通部设置有可转动的挡板(15);所述重块(10)位于第一活塞筒(11)底部时,所述挡板(15)与重块(10)接触;极限状态时,所述挡板(15)呈水平状态。
8.根据权利要求7所述的一种海洋工程专用垫墩,其特征在于:所述重块(10)下端为四棱台,所述重块(10)上端形状与所述第一空腔(9)形状适配;所述重块(10)底部的四个斜面均与所述挡板(15)接触。
9.根据权利要求4所述的一种海洋工程专用垫墩,其特征在于:所述第一空腔(9)内还设置有压缩弹簧(16),所述压缩弹簧(16)一端与所述第一空腔(9)内顶部相抵,另一端与所述重块(10)上表面相抵。
10.根据权利要求4所述的一种海洋工程专用垫墩,其特征在于:所述防护机构还包括加液部件,所述加液部件包括加液管(18),所述活塞杆(12)内沿其轴向设置有第三通孔,所述作业平台(2)底部设置有与所述第三通孔对应的第四通孔,所述第三通孔、第四通孔内设置有连接套筒(19),所述加液管(18)设置在所述连接套筒(19)内,所述加液管(18)一端伸入第一活塞筒(11)内,另一端通过控制阀连接有加液箱(21)。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2125672C1 (ru) * | 1997-04-15 | 1999-01-27 | Николай Сергеевич Бачурин | Гидравлический гаситель колебаний |
CN209260543U (zh) * | 2018-12-26 | 2019-08-16 | 西安交通工程学院 | 一种可调式桥梁支座调整垫块 |
CN111720486A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-09-29 | 长安大学 | 一种基于液压原理的抗冲击消振支座及工作方法 |
CN113531027A (zh) * | 2020-04-17 | 2021-10-22 | 重庆旺正汽车零部件有限公司 | 一种汽车发动机悬置减震器 |
-
2022
- 2022-10-27 CN CN202211341257.4A patent/CN115679926B/zh active Active
Patent Citations (4)
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