CN203569551U - 一种新型防结冰浮动式抗冰装置 - Google Patents

Abstract

一种新型防结冰浮动式抗冰装置，包括抗冰锥体，其特点是：包括固装在结构物桩柱上的导轨，抗冰锥体活动套装在导轨上；抗冰锥体与导轨之间设有多个过水通道；包括动力机构；包括由两组分传动机构构成传动机构，每组分传动机构由滑差离合器、传动轴、滚筒和钢丝绳依次连接构成，钢丝绳的自由端连接抗冰锥体；包括由水箱、电加热管、保温热盘管、多个喷嘴及输水柔性保温管构成的电加热水系统，喷嘴与过水通道一一对正。上述抗冰锥体在海平面上受重力、浮力和钢丝绳拉力的共同作用，其随海水潮位升降而随动升降，使其与海平面始终保持在锥面防冰、破冰效果最好的位置，从而控制海冰对抗冰锥体的作用力始终保持在最小状态和把冰载荷对平台结构物作用力的影响降到最低。

Description

一种新型防结冰浮动式抗冰装置

技术领域

本实用新型涉及冰区海域海洋工程结构物桩柱的保护装置，特别涉及适用于海水潮汐变化的新型防结冰浮动式抗冰装置。

背景技术

在低温海域，每到冬季将有大量海冰形成，并且还有流冰浮于海面上，结冰或流冰将对海上平台结构物产生破坏作用。特别是当流冰遇到平台结构物阻拦时，对结构物产生挤压力。当流冰穿越结构物时，会引起平台振动。如果结构物强度不够强，会被流冰破坏，反之，如果结构物强度足够强，流冰将可被结构物撞碎后通过，引起平台强烈的振动，冰载荷在重冰海域成为对海上平台结构物造成安全威胁的重要载荷。目前，常用的抗冰锥体是正锥、倒锥或正倒锥的组合体结构，抗冰锥体焊接在平台结构物的固定位置。该固定式的抗冰锥体忽视了海平面的潮汐变化，随着潮位的变化，流冰也将随海平面上下变化。在这种情况下，固定式抗冰锥体起不到破冰、分离、侧面化解的抗冰作用，其不仅会引起平台的强烈振动，有时还导致撞击力达到最大值，严重威胁着海洋平台的结构安全。因此，研究海冰对结构物作用力的规律，研制新型抗冰装置，从而有效的控制冰载荷对锥体的作用力不随潮位的变化而增大，进而把冰载荷对平台结构物的作用力降到最小，成为迫切需要。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种抗冰锥体可随潮位变化上下浮动，从而使锥体始终具有破冰的最佳锥度角，进而控制海冰对抗冰锥体的作用力始终保持在最小状态和把冰载荷对平台结构物作用力的影响降到最低的新型防结冰浮动式抗冰装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种新型防结冰浮动式抗冰装置，包括抗冰锥体，其特征在于：包括固装在结构物桩柱上的导轨，抗冰锥体活动套装在导轨上；抗冰锥体的内孔与导轨的外表面之间设有沿圆周方向布置的多个过水通道；还包括动力机构、传动机构和电加热水系统，动力机构、传动机构均安装于海上平台上，所述动力机构由电机和双输出轴减速器构成，所述传动机构由设在动力机构两侧的两组分传动机构构成，每组分传动机构均包括滑差离合器、传动轴、固装在传动轴上的滚筒和缠绕在滚筒上的钢丝绳，滑差离合器的两端分别连接双输出轴减速器的一输出轴及传动轴，钢丝绳的自由端连接抗冰锥体；所述电加热水系统由水箱、设在水箱内的电加热管、保温热盘管、安装在保温热盘管上的多个喷嘴及连通水箱和保温热盘管的输水柔性保温管构成；所述水箱安装在海上平台上，所述保温热盘管固定支撑在抗冰锥体的上端面，多个喷嘴与多个过水通道一一对正。

本实用新型还可以采用如下技术方案：

所述导轨为环状齿形导轨，导轨上的相邻两齿部位与抗冰锥体的内孔之间形成所述过水通道。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

上述抗冰装置将抗冰锥体滑动安装在导轨上，抗冰锥体在海平面上受重力、浮力和钢丝绳拉力的共同作用，在该三个力的共同作用下，抗冰锥体随海水潮位升降而随动升降，从而使抗冰锥体与海平面始终保持在锥面防冰、破冰效果最好的位置，进而控制海冰对抗冰锥体的作用力始终保持在最小状态和把冰载荷对平台结构物作用力的影响降到最低。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图。

图中：1、抗冰锥体；11、钢丝绳固定座；2、导轨；3、过水通道；4、动力机构；41、电机；42、双输出轴减速器；5、传动机构；51、滑差离合器；52、传动轴；53、滚筒；54、钢丝绳；6、电加热水系统；61、水箱；62、电加热管；63、保温热盘管；64、喷嘴；65、输水柔性保温管。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1-2，一种新型防结冰浮动式抗冰装置，由以下几部分构成：

包括抗冰锥体1。抗冰锥体参见现有技术，可采用正锥结构、倒锥结构或正倒锥组合结构。

包括固装在结构物桩柱上的导轨2。所述抗冰锥体活动套装在导轨上。抗冰锥体的内孔与导轨的外表面之间设有沿圆周方向布置的多个过水通道3。每个过水通道均由上向下贯通整个抗冰锥体。

包括动力机构4、传动机构5和电加热水系统6。动力机构、传动机构均安装于海上平台上。所述动力机构由电机41和双输出轴减速器42构成。电机选用防爆型三相异步电动机，双输出轴减速器采用蜗轮蜗杆结构，电机与减速机可采用一体化结构，也可以是二者独立结构，其结构的选用取决于设备安装的空间位置。所述传动机构由设在动力机构两侧的两组分传动机构构成。每组分传动机构均包括滑差离合器51、传动轴52、固装在传动轴上的滚筒53和缠绕在滚筒上的钢丝绳54。具体的，传动轴通过设在两端的轴支架支撑，轴支架可自行加工，也可采用标准的轴承和轴承座组合机构，滚筒设在两轴支架之间。滑差离合器的两端分别通过联轴器与减速器的一输出轴及传动轴连接。钢丝绳的自由端连接抗冰锥体。具体的，在抗冰锥体的上端面位于导轨的两侧位置分别焊接两个钢丝绳固定座11，每根钢丝绳在靠近自由端的位置分为两股，两股分别与同侧的两个钢丝绳固定座分别连接。所述电加热水系统由水箱61、设在水箱内的电加热管62、保温热盘管63、安装在保温热盘管上的多个喷嘴64及连通水箱和保温热盘管的输水柔性保温管65构成。所述水箱安装在海上平台上，所述保温热盘管固定支撑在抗冰锥体的上端面。具体的，保温热盘管上焊接有支架，支架通过螺纹连接件与抗冰锥体的上端固定连接。上述多个喷嘴与多个过水通道一一对正。该电加热水系统的工作过程为：水箱内的水首先经电加热管加热，加热后的水通过输水柔性保温管流入到保温热盘管内，然后流入到喷嘴内，最后通过喷嘴喷入到抗冰锥体与导轨之间形成的过水通道内。

上述结构中，所述过水通道可采用多种结构形式。在本实用新型中，所述导轨为环状齿形导轨，所述抗冰锥体的内孔为光孔，导轨上的相邻两齿部位与抗冰锥体的内孔之间形成所述过水通道。此外，抗冰锥体的内孔也可采用环状齿形结构，而导轨的外表面采用光面结构。

本实用新型的工作原理：

采用上述抗冰装置，可实现抗冰锥体沿固定在结构物桩柱上的导轨随海水潮位升降而随动升降。其原理为：抗冰锥体在海平面上受重力、浮力和钢丝绳拉力的共同作用（拉力=重力-浮力）。钢丝绳的拉力由动力机构带动传动机构产生。具体为：电机带动双输出轴减速器旋转，双输出轴减速器通过联轴器驱动两侧的滑差离合器旋转，两侧的滑差离合器通过联轴器驱动对应滚筒旋转，滚筒缠绕或释放钢丝绳。调节滑差离合器的输出扭矩，使钢丝绳对抗冰锥体的拉力保持恒定，该扭矩即为滑差离合器的设定扭矩。由此满足了冰排挤压锥体组件后产生弯曲折断、产生破冰的最佳结果，使锥体组件与海平面保持在设定的破冰位置。当海平面随涨潮上移时，由于浮力的作用增大，此时的转矩小于滑差离合器的设定转矩，滑差离合器接合，带动滚筒旋转，钢丝绳在滚筒上缠绕，钢丝绳拉动抗冰锥体上移至锥面与海平面的设定位置；当海平面随落潮下移时，由于浮力减小，重力增加，瞬间扭矩增大超过滑差离合器的设定扭矩，抗冰锥体由于打滑而下降，在下降的过程中，浮力逐渐增大，当抗冰锥体降到滑差离合器的设定扭矩位置时，抗冰锥体又回到与海平面保持的最佳位置。因此，采用上述的动力机构和传动机构，使抗冰锥体与海平面始终保持在锥面防冰、破冰效果最好的位置。上述电加热水系统向导轨与抗冰锥体之间的过水通道浇注热水，使抗冰锥体与导轨之间保持滑动而不结冰，保证了抗冰锥体可自由的上下浮动。

Claims (2)

1.一种新型防结冰浮动式抗冰装置，包括抗冰锥体，其特征在于：包括固装在结构物桩柱上的导轨，抗冰锥体活动套装在导轨上；抗冰锥体的内孔与导轨的外表面之间设有沿圆周方向布置的多个过水通道；还包括动力机构、传动机构和电加热水系统，动力机构、传动机构均安装于海上平台上，所述动力机构由电机和双输出轴减速器构成，所述传动机构由设在动力机构两侧的两组分传动机构构成，每组分传动机构均包括滑差离合器、传动轴、固装在传动轴上的滚筒和缠绕在滚筒上的钢丝绳，滑差离合器的两端分别连接双输出轴减速器的一输出轴及传动轴，钢丝绳的自由端连接抗冰锥体；所述电加热水系统由水箱、设在水箱内的电加热管、保温热盘管、安装在保温热盘管上的多个喷嘴及连通水箱和保温热盘管的输水柔性保温管构成；所述水箱安装在海上平台上，所述保温热盘管固定支撑在抗冰锥体的上端面，多个喷嘴与多个过水通道一一对正。

2.根据权利要求1所述的新型防结冰浮动式抗冰装置，其特征在于：所述导轨为环状齿形导轨，导轨上的相邻两齿部位与抗冰锥体的内孔之间形成所述过水通道。

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