技术领域
[0001] 本发明涉及海洋工程领域,具体是一种用于海上结构物的特种举升装置,在船舶升沉方向具有主动波浪补偿且能举升海上结构物。
相关背景技术
[0002] 海上结构物如海洋钻井平台在服役期结束后,将面临被拆解。一般的拆解方式将局部模块举升或下降至适当高度后,再起吊移至指定位置,不仅速度慢,而且在举升过程中,船体在波浪作用下,难免使被举升结构物与其它固定物之间发生机械碰撞,造成船体和被吊模块的损伤,影响拆除效率和质量。由此可看出,一般的举升装置由于结构不合理导致稳定性差,杠杆结构不合理导致总体效率低,还存在周期长、费用高等问题。
[0003] 中国专利号为ZL202023330738.4的文献中公开了一种举升装置,通过在固定座上设置导向槽,并将举升托架设置在导向槽内,利用伸缩缸的收缩带动联动架绕其转动中心转动,使得联动架形成杠杆结构,从而驱动滑动托架沿导向槽升降,以此将海上结构物举升。这种结构存在的问题是:举升速度较慢,效率较低,举升过程中易受海水波浪起伏影响,导致举升托架和被举升模块贴合不紧,发生摇晃,稳定性和准确性较差。
具体实施方式
[0019] 为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式并结合附图,对本发明进行详细阐述。
[0020] 如图1、图2和图3所示,本发明设置在船体上,其底部是水平的轨道1,轨道1固定在船体上。轨道1的上方是起重梁2,起重梁2与轨道1呈交叉垂直布置,起重梁2的底部与轨道1滑动连接,在驱动马达的作用下,起重梁2整体能够沿轨道1来回滑动。
[0021] 在起重梁2的端部设置主驱动油缸6、辅助油缸7、传动杆8和联动架4,其中,主驱动油缸6和辅助油缸7的缸体均连接于起重梁2上,主驱动油缸6垂直布置,其输出端垂直向下并且铰接传动杆8的下端,传动杆8的中间通过销子801铰接在起重梁2上,传动杆8的上端倾斜向上铰接举升支架502的下端,举升支架502的上端铰接举升托台501的底部。传动杆8能以其中间的销子801为转动中心旋转。
[0022] 参见图4,三角形联动架4为三角形架体,具有第一角401、第二角402和第三角403,为减轻自身重量,其中间开有三角形的通槽。
[0023] 主驱动油缸6为一个缸体直径较大的伸缩杠,例如液压缸或气缸,竖直设置在起重梁2上,伸缩缸的缸体端铰接于起重梁2顶部。辅助油缸7为一个缸体直径较小的伸缩杠,例如液压缸或气缸,缸体端倾斜铰接于起重梁2顶部。
[0024] 辅助油缸7的输出端铰接三角形联动架4的第一角401。辅助油缸7和三角形联动架4整体布置在传动杆8的上方。三角形联动架4的第二角402铰接起重梁2,三角形联动架4的第三角403铰接举升支架502的下端。三角形联动架4能够提高传递动力时的强度。
[0025] 三角形联动架4的第二角42通过支撑架3铰接起重梁2,支撑架3与起重梁2固定焊接,从起重梁2上凸出,并且靠近举升支架502的下端处。三角形联动架4的第二角42可旋转地套在支撑架3上,使联动架4具有以支撑架3的转动中心
[0026] 举升支架502垂直布置,其上端与举升托台501铰接,举升托台501水平布置。当主驱动油缸6驱动传动杆801绕其转动中心转动时,此时的传动杆8就会在转动时联带与其铰接的举升支架502升降,进而带动与举升支架502铰接的举升托台501做出快速升降动作。
[0027] 传动杆8为圆柱杆形状,其直径大于主驱动油缸6的缸体直径。传动杆8转动中心靠近主驱动油缸6的输出端,也就是主驱动油缸6输出端和传动杆8转动中心销子801之间的距离要小于传动杆8转动中心销子801和传动杆8与举升支架502铰接处的距离,使传动杆8形成省距杠杆结构,主驱动油缸6可以提供快速强有力的动力,快速地实现举升,提高工作效率。
[0028] 辅助油缸7倾斜设置在起重梁2上,当海浪起伏对船体升沉和举升装置位置产生影响时,在液压控制系统的控制下,辅助油缸7能够主动且灵敏的对举升支架50和举升托台501的举升高度做出补偿,抵消了海浪起伏的影响,提高了举升支架502和举升托台501对海上工作环境的适应能力。依据波浪对海上船体升沉和举升托台501竖直方向波动的影响,在主驱动油缸6的驱动作用下,举升托台501快速举升海上结构物时,辅助油缸7通过驱动联动架4绕支撑架3的中心转动,进而带动与联动架4铰接的举升支架502做出相应的升降动作,以此来补偿举升托台501随波浪起伏产生的影响,使得举升托台501与海上结构物底部保持固定紧密接触状态,保证举升装置在举升海上结构物时的稳定性。
[0029] 参见图5,在举升支架502的侧面和举升托台501的底部之间连接减震器503,起重梁2的上表面在靠近举升支架502位置处设置平行支架504,平行支架504与起重梁2之间滑动连接。在起重梁2上设置滑轨201,平行支架504的一端与滑轨201滑动相接,平行支架504的另一端铰接举升支架502。
[0030] 起重梁2由两个相同且平行的承重板组成,平行支架504有两个相同且平行的平行杆组成。每个承重板上开有一个滑轨201,每个滑轨201分别与平行支架504的一个平行杆的一端滑动连接。一个平行杆的另一端均铰接举升支架502,铰接处位于举升支架502的中间位置,使得举升托台501升降时更稳固。
[0031] 举升托台501用于承托海上结构物,与举升支架502铰接是为了举升托台501能提供小角度转动适应能力,以保证在海浪产生船体横摇和纵摇影响下举升托台上端面与海上结构物底部有效紧贴,提高工作稳定性。
[0032] 本发明工作时,举升前,当船只行驶至指定位置,位于轨道1上的起重梁2沿轨道1滑动,使得举升托台501位于靠近海上结构物下方位置。主驱动油缸6的输出端主动伸出,使得传动杆8逆时针转动,进而带动与传动杆8远离转动中心一端铰接的举升支架502向上移动,与举升支架502铰接的平行支架504的平行杆也随之逆时针转动,平行支架504也随之在起重梁2上的滑轨201上滑动,与举升支架502顶部铰接的举升托台501举升至紧贴所要举升结构物底部。在此过程中,由于整体装置受到海面风浪影响,为抵消海浪起伏影响,保证举升托台501能够紧贴结构物底部,保证后续举升过程稳定,当船体受到海浪影响向上浮动时,辅助油缸7的输出端主动回缩,带动联动架4小幅度顺时针转动,主驱动油缸6的输出端也随之被动回缩,与联动架4铰接的举升支架502向下小幅度移动,与举升支架502铰接的平行支架504的平行杆也随之顺时针转动,平行支架504也随之在起重梁2上的滑轨201上滑动,举升支架502向下小幅度移动也带动与举升支架502铰接的举升托台501向下小幅度移动。当船体随海浪向下移动时,则辅助油缸7的输出端主动伸出,带动联动架4小幅度逆时针转动,与联动架4铰接的举升支架502向上小幅度移动,与举升支架502铰接的平行支架504的平行杆也随之逆时针转动,平行支架504也随之在起重梁2上的滑轨201上滑动,举升支架502向上小幅度的移动也带动与举升支架502铰接的举升托台501向上小幅度移动,使得举升托台501能够在准备阶段紧贴在被举升结构物底部,抵消海浪对举升装置工作时的影响,保证工作稳定性。
[0033] 进一步的,在准备阶段完成后,开始举升阶段。主驱动油缸6主动快速伸出,使得与其铰接的传动杆8逆时针大幅度转动,辅助油缸7也随之被动伸出,进而带动与传动杆8远离其转动中心一端铰接的举升支架502向上快速移动,与举升支架502铰接的平行支架504的平行杆也随之逆时针转动,平行支架504也随之在起重梁2上的滑轨201上滑动,同时与举升支架502铰接的举升托台501托举着结构物快速向上移动,完成举升动作。在此期间,辅助油缸7依旧会根据海浪起伏影响,如上述所说控制举升托台501紧贴结构物下方,抵消海浪起伏对举升过程的影响,保证举升过程的稳定性。
[0034] 本发明工作时,利用船体搭载一个或多个本发明所述的举升装置同时工作,利用举升装置同时将海上结构物快速且平稳的举升至一定高度,然后将海上工作平台运至海岸或其他位置。
[0035] 上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制,对于本技术领域的技术人员来说,对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。