CN115723173A - 通过织造纤维套筒的自锁定进行锚固的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种通过织造纤维套筒的自锁定进行锚固的系统，并且提出了一种用于锚固系统的解决方案，该解决方案可以应用于将机械手系统与其电力供应结构(例如，脐带缆)连接，或者然后将机械手系统分成几个模块，每个模块包含一对锚固件。该目的在套筒(4)被张紧时通过将环形件拉动抵靠其止挡部并且因此执行自锁定来实现。发生自锁定是因为系带界面处产生的摩擦力大于套筒张紧力。此外，与此相关的是，网状件通过将常规环形件的止挡部拧入常规环形件的壳体中而被紧固，使得此处存在初始摩擦力。所提出的解决方案占用锚固系统的较小空间，并且可以应用于内径减小的管道中，从而仍然是一种可靠的拉伸锚固解决方案。该解决方案可以在不限于与脐带缆连接的情况下应用于机械手的任何部分并且根据需要多次应用。
Description
技术领域
本发明基于在小内径管道中进行锚固所用的解决方案的发展。
本发明用于构成在管道内部操作的机械手系统的结构，并且可以通过使用呈筒形套筒形式的纤维网状件来在拉力下工作的若干结构中使用。
背景技术
为了使管道中的机械手干预系统正确运行，因此需要用于传输机械载荷的结构。这种结构在经受较大的机械需求时需要过大的尺寸，这使得所述结构在受限环境比如柔性管道中工作的机械手中的应用变得困难。对于该问题，一种经开发的解决方案是使用如在专利号BR1020180158040中所描述的用于传输拉伸载荷的高强度纤维的织造套筒，所述织造套筒需要以某种方式附接至机械手的结构的其余部分。
目前，由环氧树脂制成的锚固件用于将拉伸网状件的丝线或线材锁定，因此该锚固件在这种应用后不能组装和拆卸，如在Dong L.等人的“Marine Structures(海上构筑物)”，51(2017)，第110页至133页中以及在Fabiano，B.的“End Fitting for unbondedflexible pipes(用于未结合式挠性管道的端部配装件)”，Simeros，2017中所描述得那样。
在另一种方法中，在机械手系统的脐带缆周围使用被称为“中国手指(Chinesefinger)”的丝线网状物。这些丝线均具有有限的长度并且螺栓连接至执行拉伸的结构上的吊环螺栓。通过“中国手指”压缩效应，该网状物产生法向力，并且因此产生摩擦力来拉动线缆。
在不使用树脂结构的情况下，可以轻松地组装和拆卸机械手，而不需要用于该执行的实验室环境。将树脂移除是费力的且会产生一些残留物，并且在大多数情况下会损坏线材结构。本发明中提出的系统是可拆卸的，并且不使用树脂来锚固柔性网状物。
使用中国手指的解决方案要求可以将较大的螺钉垂直于机械手的纵向方向而安置在其紧固于机械手上的梢部处。由于在该区域中，网状物被简化为一些点，因此所有的拉伸载荷最终没有被分配，而是聚集在这些紧固件中。本发明中提出的系统在位于机械手的最大可能圆周上的环形件的下方使用系带，并且因此，载荷最终均匀地分布。
所提出的解决方案使用最小的内部空间，以允许通常用于机械手中的电缆和软管的后续通过。该解决方案还允许根据需要将网状件分成尽可能多的部分，使得诸如载荷单元和马达之类的系统能够在模块之间作用。
因此，本发明中提出的解决方案占用锚固系统的较小空间，并且可以在较小内径的管道中使用，从而仍然是一种可靠的拉伸锚固解决方案。该解决方案可以在不限于与脐带缆连接的情况下应用于机械手的任何部分并且根据需要多次应用。
文件RU2629857C1公开了包括密封件和力用外壳(force shell)的两个元件之间的锚固和连接技术，这两个元件包含内管和外联轴器，所述外壳固定并密封在内管与外联轴器的锥形部段之间。尽管提供了锚固装置，但是与本发明不同的是，所讨论的方法仍然需要通过焊接进行永久固定。
文件GB2439147A公开了一种用于对两个元件进行锚固和连接的端部配装件技术，其中，采用了内部套环，端部配装件可以固定至该内套环，并且该内套环还包括下述部分：该部分沿轴向方向远离端部配装件本体延伸至柔性管体铠装线材层所在的区域。尽管提出了一种进行锚固的手段，但是该文件提出了一种已经使用的固定技术，其中，使用了环氧树脂或一些其他流体密封剂，使得最终结构基本上是牢固的。
文件US8079619B2公开了一种在两个元件之间进行锚固和连接的端部配装件连接，其包括布置在内部构件与外部构件之间的柔性材料的管状本体。该端部配装件连接使用一种保持构件来固定软管编织层的一部分，以有助于防止其从固定装置中被拉出。尽管提出了一种锚固手段，但是所采用的方法具有与本发明不同的构造，因为软管的编织材料的部分将在锁定中被拉紧。
如所描述的，对于能够被拆卸的锚固解决方案，现有技术不具备本发明的独特特征，下面将对本发明的独特特征进行详细介绍。
发明目的
本发明的紧凑型锚固系统旨在构成于管道内部操作的机械手设备的结构，并且可以通过使用呈筒形套筒形式的纤维网状件来在拉力下工作的若干结构中使用。本发明可以应用于将机械手系统与例如脐带缆连接，或者然后将该机械手系统分成几个模块，每个模块包含一对锚固件。
发明内容
本发明提出了一种用于通过高强度织造纤维套筒进行自锁定的锚固系统的解决方案。
本发明用于构成在管道内部操作的机械手系统的结构。本发明中提出的系统是可拆卸的，并且不使用树脂来锚固柔性网状物。该系统在位于机械手的最大可能圆周上的环形件的下方使用系带，从而导致拉伸载荷最终均匀地分布。
本发明提出的解决方案占用锚固系统的较小空间，并且可以应用于内径减小的管道中，从而仍然是一种可靠的拉伸锚固解决方案。
本发明可以在不限于与脐带缆连接的情况下应用于机械手的任何部分并且根据需要多次应用。
附图说明
下面将参照附图更详细地描述本发明，附图以示意性方式且不限制本发明范围地表示本发明的实施方式的示例。在附图中，存在：
-图1，其图示了本发明的常规锚固解决方案的截面图；
-图2，其图示了本发明的常规锚固解决方案的用于测试的应用；
-图3，其图示了本发明的倒置锚固解决方案的截面图；
-图4，其图示了本发明的倒置锚固解决方案在机械手连接中的应用；
-图5，其图示了本发明的倒置锚固解决方案的与机械手相关的组装；
-图6，其图示了为了验证本发明的解决方案的两种应用(常规应用和倒置应用)所进行的测试。
具体实施方式
以下是本发明的优选实施方式的通过示例的方式而非限制的方式进行的详细说明。然而，本领域技术人员通过阅读该说明书将会清楚的是，本发明的可能的其他实施方式仍然包括在以下必要和可选的特征中。
通过本申请实现的解决方案试图解决在内径减小的管道中进行锚固的问题。在图1和图2中，可以分别观察到经组装的常规锚固件以及组装顺序的图示。在图1中，示出了本发明的四个部件：在外侧上，具有凹形螺纹，设置有常规环形件的止挡部3；在内侧，芳族聚酰胺丝线的织造套筒4(其可以是任何纤维网状件：例如玻璃、碳、玄武岩)将常规环形件1系紧；以及位于内部的常规环形件的壳体2。位于环形件下方的套筒系带的目的是，在套筒被拉紧时，该套筒系带将常规环形件拉动抵靠其止挡部，并且因此执行自锁定。发生自锁定是因为系带界面处产生的摩擦力大于套筒拉伸力。此外，与自锁定相关的是，网状件通过将常规环形件的止挡部拧入常规环形件的壳体中而被紧固，使得此处存在初始摩擦力。
在图3中，可以观察到本发明的图示，尽管其中套筒的方向被反转，但是在附图中存在本发明的四个部件：位于外侧上的倒置环形件的壳体6；在内部，织造套筒4将倒置环形件5系紧；以及位于系统的下部部分中的倒置环形件的止挡部7。在该构型中，网状物从系统的上部部分出来，因此能够将部件容纳在网状件内部。与常规的锚固一样，在将网状件拉紧时，其将环形件拉动抵靠止挡部，从而促进自锁定。图中所示的螺钉8提供了初始紧固。本发明的构型之间的主要区别在于，在第一种(常规)构型中，对套筒的方向进行反转，而在另一种(倒置)构型中，进行了两次方向的改变。这允许织造套筒将部件包裹在该织造套筒中，从而最终被固定，因为暴露的固定端部可以被拉动成实现周向对准。第二种(倒置)构型也允许以不同的方式进行初始紧固。在第一种(常规)构型中，这是通过拧紧常规环形件止挡部3来完成的；在本发明的第二种(倒置)构型中，这是通过紧固图3中所示的四个螺钉8来实现的。
在图4中，示出了本发明的常规锚固件的应用，其中，在左侧，将存在机械手中所使用的经连接的载荷单元，并且在右侧，倒置的锚固件应用成将机械手与为该机械手供电的脐带缆连接器互连。
在图2和图5中还可以观察到在(常规的和倒置的)锚固件中的每者中进行的组装过程，以及如在图6中所示的用于系统验证的锚固件的拉伸测试。
着重要强调的是，系统中预先紧固的应用确保该系统具有初始摩擦力。
本文中所描述的发明能够而实现并简化由纤维网状件拉伸的系统在受限的尺寸环境中的应用。本发明能够降低生产成本，因为该系统的组装不依赖于树脂的应用。本发明还减少了组装时间，因为树脂需要时间来完全固化。由于系统是可拆卸的，因此该系统是易于维护的。本发明的应用的另一优点是减少工人暴露于锚固套筒元件所用的挥发性树脂化合物。
Claims (5)
1.一种通过织造纤维套筒的自锁定进行锚固的系统，其特征在于，所述系统具有：常规锚固系统，所述常规锚固系统包括常规环形件(1)、常规环形件壳体(2)、常规环形件止挡部(3)、织造套筒(4)；以及倒置锚固系统，所述倒置锚固系统包括倒置环形件(5)、倒置环形件壳体(6)、倒置环形件止挡部(7)以及织造套筒(4)。
2.根据权利要求1所述的通过织造纤维套筒的自锁定进行锚固的系统，其特征在于，所述织造套筒(4)将所述常规环形件(1)系紧，使得在所述套筒(4)被张紧时，所述套筒(4)将所述常规环形件(1)拉动抵靠所述常规环形件(1)的所述止挡部(3)，并且因此执行自锁定。
3.根据权利要求2所述的通过织造纤维套筒的自锁定进行锚固的系统，其特征在于，通过将所述常规环形件的所述止挡部(3)拧入所述常规环形件的壳体(2)中来将网状件紧固而在所述系统中产生初始摩擦力。
4.根据权利要求1所述的通过织造纤维套筒的自锁定进行锚固的系统，其特征在于，在所述倒置锚固构型中，当所述套筒(4)被拉紧时，所述套筒(4)将所述倒置环形件(5)拉动抵靠所述倒置环形件的壳体(6)，从而执行自锁定。
5.根据权利要求1所述的通过织造纤维套筒的自锁定进行锚固的系统，其特征在于，在所述常规锚固构型中，通过拧入所述常规环形件的止挡部(3)来实现初始紧固，而在所述倒置锚固件构型中，通过紧固四个螺钉(8)来实现初始紧固。
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