一種適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，包括固定在樁腿上的固定平臺，所述固定平臺下方安裝有若干組液壓永磁吸盤起重裝置，液壓永磁吸盤起重裝置下方設(shè)有抗冰的分體式鋼浮箱抗冰體，所述分體式鋼浮箱抗冰體的側(cè)面為楔形狀。本實用新型的適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，封閉式的鋼浮箱依托內(nèi)部填充物產(chǎn)生浮力，對水密性沒有嚴苛要求，降低了鋼浮箱的制造難度，避免類似一般需嚴格密閉的鋼浮箱其水密性一旦被破壞便沉沒海底的現(xiàn)象發(fā)生，進一步提高了分體式鋼浮箱抗冰裝置的可靠性。
【專利說明】
一種適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著陸地可開采的油氣儲量日趨減少及極地航道的不斷開發(fā)，極地冰區(qū)海域已成為油氣資源開發(fā)商高度關(guān)注的熱點海域。半潛式平臺由于其自身具有的特點，特別受各油氣開發(fā)商的青睞，目前正成為需求旺盛的海工裝備之一。然而要在極地冰區(qū)海域進行安全可靠地鉆井作業(yè)就必須解決半潛式平臺來自浮冰的威脅。
[0003]冰區(qū)海域，浮冰多，冰層厚，在風、浪、流的驅(qū)動下，海冰將發(fā)生較大規(guī)模的移動。海冰的移動會對冰區(qū)建造的海洋工程結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生作用力，久而久之將可能造成海洋結(jié)構(gòu)物的疲勞破壞。對常規(guī)的海洋平臺來說，其直立的粧腿經(jīng)常被浮冰直接擠壓、沖擊，且當這種沖擊力作用的頻譜中包含或接近結(jié)構(gòu)物自振周期時又會引起平臺的穩(wěn)態(tài)振動，從而加快平臺的疲勞失效并影響平臺上人員的正常生活與工作，與此同時也會引起平臺上相關(guān)儀器的失效，最終降低平臺的作業(yè)壽命。
[0004]目前，國內(nèi)外已先后研究出多種形式的抗冰裝置，有些抗冰裝置固定于粧腿上，有些可依靠升降系統(tǒng)如齒輪嚙合形式、滾輪形式沿粧腿升降，也有些以柵欄式環(huán)繞平臺設(shè)置固定的抗冰裝置等等。通過抗冰裝置的外表面特有形狀，可以使冰排由擠壓破壞變?yōu)閺澢茐模_到破冰、碎冰的效果。然而現(xiàn)有的大多數(shù)固定式抗冰裝置在遇到冰層厚度增加、結(jié)冰速度加快、碎冰的堆積與碎冰的再次快速結(jié)冰等冰情嚴重的時期，其抗冰效果將會被大大削弱，甚至失去抗冰效果。此外，現(xiàn)有的可沿粧腿升降的抗冰裝置在運行過程中，由于齒輪嚙合形式在多次沖擊后齒輪牙型易發(fā)生變形、滾輪形式的滾輪僅可以單自由度運行，滾輪內(nèi)部的滾珠在浮冰的撞擊后極易變形，兩者的可靠性較差，且升降裝置在海水侵蝕下極易失效，后期的維修工作量較大。對于半潛式平臺而言，由于粧腿尺寸較大，若參照小尺寸粧腿平臺設(shè)計的單個一體式錐形抗冰結(jié)構(gòu)則難以控制及安裝拆卸，且需對現(xiàn)有的半潛式平臺的粧腿設(shè)計進行較大的改動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，自身可以提供足夠的浮力，在普通冰況下，可以實現(xiàn)適應水位變化，主動抗冰，經(jīng)濟性好。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，包括固定在粧腿上的固定平臺，所述固定平臺下方安裝有若干組液壓永磁吸盤起重裝置，液壓永磁吸盤起重裝置下方設(shè)有抗冰的分體式鋼浮箱抗冰體，所述分體式鋼浮箱抗冰體的側(cè)面為楔形狀。
[0007]作為優(yōu)選，所述液壓永磁吸盤起重裝置包含柱塞缸、柱塞、起重臂和永磁吸盤，所述柱塞缸固定在固定平臺上，柱塞位于柱塞缸內(nèi)，柱塞與起重臂連接，起重臂與永磁吸盤連接。
[0008]作為優(yōu)選，所述永磁吸盤上安裝有距離傳感器。
[0009]作為優(yōu)選，所述分體式鋼浮箱抗冰體包含交替分布的正倒錐鋼浮箱和正倒四分一圓臺式鋼浮箱，所述正倒錐鋼浮箱和正倒四分一圓臺式鋼浮箱均連接有支架，相鄰支架通過螺栓連接從而連接正倒錐鋼浮箱和正倒四分一圓臺式鋼浮箱;所述分體式鋼浮箱抗冰體正對永磁吸盤下方設(shè)有永磁吸盤作用鋼板。
[0010]作為優(yōu)選，所述正倒錐鋼浮箱安裝有固定銷套或固定銷，所述正倒四分一圓臺式鋼浮箱安裝有與正倒錐鋼浮箱配合使用的固定銷或固定銷套。
[0011 ]作為優(yōu)選，所述正倒錐鋼浮箱包含第一上錐蓋和第一下錐蓋，第一上錐蓋和第一下錐蓋為對稱結(jié)構(gòu)，第一上錐蓋和第一下錐蓋的截面均為梯形狀;正倒四分一圓臺式鋼浮箱為圓弧狀，包含第二上錐蓋和第二下錐蓋，第二上錐蓋和第二下錐蓋為對稱結(jié)構(gòu)，第二上錐蓋和第二下錐蓋的截面均為梯形狀；第一上錐蓋和第一下錐蓋組成的楔形角為45°至65°，第二上錐蓋和第二下錐蓋組成的楔形角為45°至65°。
[0012]作為優(yōu)選，所述正倒錐鋼浮箱或/和正倒四分一圓臺式鋼浮箱內(nèi)設(shè)有水位傳感器。
[0013]作為優(yōu)選，所述第一上錐蓋和第二上錐蓋上均設(shè)有人孔。
[0014]作為優(yōu)選，所述正倒錐鋼浮箱或/和正倒四分一圓臺式鋼浮箱內(nèi)均填充有固態(tài)泡沫填充材料。
[0015]作為優(yōu)選，所述分體式鋼浮箱抗冰體內(nèi)側(cè)設(shè)有若干個減震裝置。
[0016]所述液壓永磁吸盤起重裝置在普通的海冰冰況下處于常閉狀態(tài)。原因是所述分體式鋼浮箱抗冰體的排水量變化不大，吃水變化不大，而水位傳感器由于固接在分體式鋼浮箱抗冰體內(nèi)壁上，其感應的水線位置均處于常閉狀態(tài)時設(shè)定的范圍。當水位變化時，分體式鋼浮箱抗冰體可依靠自身浮力作用沿粧腿上下運動，一定厚度的浮冰撞擊分體式鋼浮箱抗冰體將直接發(fā)生彎曲破碎。
[0017]然而當冰情相當嚴重時，冰層厚度增加、結(jié)冰速度加快、碎冰的堆積與碎冰的再次快速結(jié)冰等現(xiàn)象有可能會使分體式鋼浮箱抗冰體的外表面被海冰凍結(jié)，從而增加了分體式鋼浮箱抗冰體的排水量，引起其下沉一定位置而失去原有機動性的抗冰效果。此時分體式鋼浮箱抗冰體的吃水大幅增加，液壓永磁吸盤起重裝置將會接收到水位感應器的信號而被啟動，在起重臂向下運動到一定位置時距離傳感器將傳達信號使永磁吸盤開啟吸持狀態(tài)，同時距離傳感器將關(guān)閉，然后柱塞向上提升帶動起重臂從而提升分體式鋼浮箱抗冰體，在提升過程中液壓永磁吸盤起重裝置將通過抗冰體提供對冰層的垂直作用力將其破碎。在分體式鋼浮箱抗冰體被提升至一定高度后即分體式鋼浮箱抗冰體的吃水達到一定值時，水位傳感器將關(guān)閉，使得液壓永磁吸盤起重裝置關(guān)閉，永磁吸盤將分體式鋼浮箱抗冰體釋放。此時分體式鋼浮箱抗冰體的自重大于所受浮力，向下運動，再次將冰層沿豎直方向靠自重加以破碎，最終回落到平衡位置，使其恢復原有的抗冰機動性。
[0018]所述分體式鋼浮箱抗冰體由方形粧腿直角邊對應的四個正倒錐鋼浮箱即正倒錐鋼浮箱和粧腿直角對應的四個四分之一正倒圓臺鋼浮箱即正倒四分一圓臺式鋼浮箱通過嵌套式組裝而成，每一抗冰組塊均為封閉式立體結(jié)構(gòu)，抗冰組塊之間通過固定銷與固定銷套的嵌套及螺栓連接、法蘭盤貼合連接等鎖緊裝置進行穩(wěn)固鎖緊，在上下運動時確保了各抗冰組塊運動的同步性。
[0019]每一抗冰組塊包括足以抵抗浮冰撞擊的箱體和固態(tài)泡沫填充材料。鋼浮箱箱體是平臺抵抗浮冰撞擊的直接接觸對象，其立體結(jié)構(gòu)為正倒錐形或正倒圓臺形，可將浮冰的擠壓破壞轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢茐模行П苊饬烁”鶎捦鹊闹苯幼饔?。鋼浮箱箱體采用耐低溫的鋼板焊接而成，箱體上開設(shè)有固態(tài)泡沫填充入口 ；填充材料為具有吸水性低、壓縮性低、密度小、抗低溫等特性的材料如陶瓷泡沫材料、高分子泡沫材料等，可為箱體提供足夠的浮力。每一抗冰組塊都能自浮于一定水面上，則相互環(huán)繞粧腿嵌套為一體并由鎖緊裝置穩(wěn)固連接之后，也能實現(xiàn)分體式抗冰體漂浮在水面，保持一定的吃水。
[0020]此外，由于每一抗冰組塊是采用填充材料來提供浮力的，因此對鋼浮箱的密閉性沒有嚴苛要求，從而降低了鋼浮箱的制造難度，避免類似一般需嚴格密閉的鋼浮箱其水密性一旦被破壞便沉沒海底的現(xiàn)象發(fā)生，進一步提高了分體式鋼浮箱抗冰裝置的可靠性。
[0021]所述鎖緊裝置包括螺栓連接、法蘭盤緊密連接等將各抗冰組塊進行穩(wěn)固鎖緊，實現(xiàn)所述分體式抗冰體各鋼浮箱組塊間鎖緊為一整體，確保沿所述粧腿上下移動的同步性；
[0022]所述減振裝置包括固接在正倒四分一圓臺式鋼浮箱內(nèi)壁豎向的減振支撐件、減振元件和減振橡膠墊。減振元件具有耐腐蝕、耐低溫、減振效果明顯等特性，固接在與鋼浮箱焊接的減振支撐件上，在減振元件外表面連接有豎向的減振橡膠墊。在普通冰況下整個分體式鋼浮箱抗冰體依靠自身浮力實現(xiàn)上下運動。在嚴重冰況時即分體式鋼浮箱抗冰體周邊被冰層凍結(jié)時，將依靠液壓永磁吸盤起重裝置實現(xiàn)向上運動，接著通過自身重力與浮力大小關(guān)系回落至平衡位置。而這兩種運動都以減振橡膠墊在粧腿表面滑動摩擦來實現(xiàn)與粧腿的相對運動。減振橡膠墊的結(jié)構(gòu)可選拱形等可承受更大沖擊力、緩沖吸能減振的形狀。為了降低橡膠墊的滑動摩擦阻力，在與橡膠墊相接觸的粧腿表面要進行一定的光滑處理如采用滲透密封性處理、涂抹特殊的能降低外表面摩擦系數(shù)的涂料等，同時在橡膠墊表面還可安裝具有低摩擦系數(shù)、耐低溫、耐磨的材料如聚四氟乙烯材料。減振裝置由于設(shè)置有減振元件和減振橡膠墊，相當于具有雙層減振效果，裝配好的減振裝置的減振橡膠墊與粧腿表面間隙在50_至10mm之間，更好地實現(xiàn)減振裝置的減振隔振功能。
[0023]有益效果:本發(fā)明的適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，具有以下優(yōu)占.V.
[0024]1、由于分體式鋼浮箱抗冰體的主體是鋼浮箱箱體，自身可以提供足夠的浮力，在普通冰況下，可以實現(xiàn)適應水位變化，主動抗冰，經(jīng)濟性好；
[0025]2、封閉式的鋼浮箱依托內(nèi)部填充物產(chǎn)生浮力，對水密性沒有嚴苛要求，降低了鋼浮箱的制造難度，避免類似一般需嚴格密閉的鋼浮箱其水密性一旦被破壞便沉沒海底的現(xiàn)象發(fā)生，進一步提高了分體式鋼浮箱抗冰裝置的可靠性；
[0026]3、在冰情相當嚴重時分體式鋼浮箱抗冰體的外表面可能被海冰凍結(jié)，通過液壓永磁吸盤起重裝置可以將分體式鋼浮箱抗冰體提升一定高度，在提升過程中分體式鋼浮箱抗冰體對冰層產(chǎn)生垂直冰面作用力，可輕易將冰層擊碎破壞，回落時，抗冰體通過自身重力對冰層施以垂直冰面作用，再次將其擊碎，達到有效抵制惡劣冰況對平臺的威脅；
[0027]4、由于液壓永磁吸盤起重裝置的作用，可以有效減少碎冰在分體式鋼浮箱上的堆積及冰排附著等現(xiàn)象；
[0028]5、減振裝置設(shè)置有減振元件和減振橡膠墊，具有雙層減振效果，以更好地實現(xiàn)減振裝置的減振隔振功能。抗冰裝置與粧腿的相對運動是以減振橡膠墊在粧腿表面滑動摩擦形式實現(xiàn)的，作一定處理后，摩擦阻力小，上下運動易于實現(xiàn)；
[0029]6、分體式鋼浮箱抗冰體每一組塊間采用固定銷與固定銷套的嵌套、螺栓連接、法蘭盤緊密貼合連接等進行穩(wěn)固鎖緊，在上下運動時確保了各抗冰組塊運動的同步性，且易于安裝和拆卸。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0031 ]圖2為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0032]圖3為圖1的A-A剖視圖；
[0033]圖4為圖1的B-B剖視圖；
[0034]圖5為圖3的C-C剖視圖；
[0035]圖6為圖3的D-D剖視圖；
[0036]圖7為圖3中分體式正倒錐鋼浮箱41和正倒錐鋼浮箱42沿E-E剖視展開的結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖8為圖4的I部位的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0038]如圖1至圖8所示，本發(fā)明是一種適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的分體式鋼浮箱抗冰裝置。其主要包括了固接在半潛式平臺粧腿I 一定位置的固定平臺2、液壓永磁吸盤起重裝置3、分體式鋼浮箱抗冰體4、鎖緊各抗冰組塊為一體的連接裝置5、減振裝置6等部件，它可以實現(xiàn)適應水位變化、較大程度減少冰激振動影響、減少碎冰的堆積及冰排附著等現(xiàn)象、提高破冰效果等功能，能有效保護在極地冰區(qū)作業(yè)的半潛式平臺，使其化解冰區(qū)浮冰8帶來的威脅。
[0039]在本發(fā)明中，所述液壓永磁吸盤34起重裝置3包含柱塞缸31、柱塞32、起重臂33和永磁吸盤34，所述柱塞缸31固定在固定平臺上，柱塞32位于柱塞缸31內(nèi)，柱塞32與起重臂33連接，起重臂33與永磁吸盤34連接，所述永磁吸盤34上安裝有距離傳感器37。
[0040]在本發(fā)明中，所述分體式鋼浮箱抗冰體4包含交替分布的正倒錐鋼浮箱41和正倒四分一圓臺式鋼浮箱42，所述正倒錐鋼浮箱41和正倒四分一圓臺式鋼浮箱42均連接有支架，支架包含長水平撐管51和短水平撐管52，相鄰支架通過螺栓連接從而連接正倒錐鋼浮箱41和正倒四分一圓臺式鋼浮箱42;所述分體式鋼浮箱抗冰體4正對永磁吸盤34下方設(shè)有永磁吸盤作用鋼板43。所述正倒錐鋼浮箱41安裝有固定銷套412或固定銷422，所述正倒四分一圓臺式鋼浮箱42安裝有與正倒錐鋼浮箱41配合使用的固定銷422或固定銷套412。通過固定銷422和固定銷套412的配合，將正倒錐鋼浮箱41與正倒四分一圓臺式鋼浮箱42進行定位。
[0041]在本發(fā)明中，所述正倒錐鋼浮箱41包含第一上錐蓋和第一下錐蓋，第一上錐蓋和第一下錐蓋為對稱結(jié)構(gòu)，第一上錐蓋和第一下錐蓋的截面均為梯形狀;正倒四分一圓臺式鋼浮箱42為圓弧狀，包含第二上錐蓋和第二下錐蓋，第二上錐蓋和第二下錐蓋為對稱結(jié)構(gòu)，第二上錐蓋和第二下錐蓋的截面均為梯形狀;第一上錐蓋和第一下錐蓋組成的楔形角為45°至65°，第二上錐蓋和第二下錐蓋組成的楔形角為45°至65°。所述正倒錐鋼浮箱41或/和正倒四分一圓臺式鋼浮箱42內(nèi)設(shè)有水位傳感器36。所述第一上錐蓋和第二上錐蓋上均設(shè)有人孔411、421。所述正倒錐鋼浮箱41或/和正倒四分一圓臺式鋼浮箱42內(nèi)均填充有固態(tài)泡沫填充材料。
[0042]在本發(fā)明中，所述分體式鋼浮箱抗冰體4內(nèi)側(cè)設(shè)有若干個減震裝置6，包括減振支撐件61、減振元件62和減振橡膠墊63，減振支撐件61安裝在分體式鋼浮箱抗冰體4內(nèi)壁，減振元件62安裝在減振支撐件61上，減振元件62與減振橡膠墊63連接。
[0043]分體式鋼浮箱抗冰裝置的安裝步驟:
[0044]首先將固定平臺2焊接在半潛式平臺粧腿I水線以上的適當位置，并將肘板23焊接在對應位置，加強固定平臺2與粧腿I的連接強度。并將四個裝配完全的液壓永磁吸盤起重裝置3安裝在固定平臺2的指定位置上。
[0045]然后將減振支撐件61分別焊接在四個正倒錐鋼浮箱41的內(nèi)壁指定位置并組裝好相應的減振元件62、減振橡膠墊63，完成減振裝置6的裝配。
[0046]然后將其中一塊填充好固態(tài)泡沫及裝配好減震裝置6的正倒錐鋼浮箱即正倒錐鋼浮箱41依托粧腿為參照物沉放到指定位置，接著將填充好固態(tài)泡沫及裝配好減震裝置6的正倒四分一半圓臺式鋼浮箱即正倒四分一圓臺式鋼浮箱42以正倒錐鋼浮箱上固定銷套412為定位點進行定位，借助外部頂推工具將其固定銷412嵌套至正倒錐鋼浮箱41上，最后通過螺栓等將兩者對接的鎖緊裝置如法蘭盤53進一步加強正倒錐鋼浮箱41與正倒四分一圓臺式鋼浮箱42的連接。按照這個工序依次完成分體式鋼浮箱抗冰體4的組裝。
[0047]最后將柱塞缸31上的液位控制開關(guān)與水位傳感器36通過導線連接起來，將柱塞缸3與供油箱通過進出油管35連接起來形成閉合油路，將永磁吸盤34上的控制開關(guān)與距離傳感器36用導線連接起來。至此完成分體式鋼浮箱抗冰裝置的安裝工作。
[0048]如附圖所示，本發(fā)明的分體式鋼浮箱抗冰體4由正倒錐鋼浮箱即正倒錐鋼浮箱41和正倒四分一半圓臺式鋼浮箱42和使其兩者穩(wěn)固連接的鎖緊裝置5組成。每一抗冰組塊均為封閉式立體結(jié)構(gòu)，包括具備足以抵抗浮冰撞擊強度的箱體和固態(tài)泡沫填充材料。鋼浮箱箱體是平臺抵抗浮冰撞擊的直接接觸對象，其立體結(jié)構(gòu)為正倒錐形或正倒圓臺形，可以將浮冰的擠壓破壞轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢茐?，有效避免了浮冰對粧腿的直接作用。對于粧腿直角邊對應的四個封閉式正倒錐鋼浮箱即正倒錐鋼浮箱41，如附圖5所示，其錐角在45°至65°之間，第一上錐蓋為上小下大，第一下錐蓋為上大下小，兩者為對稱結(jié)構(gòu)，合為一體。對于粧腿直角所對應的四個正倒四分一半圓臺式鋼浮箱42，如附圖6所示，其截面形狀為兩個對稱的梯形組成，斜邊銳角也在45°至65°之間且正倒錐鋼浮箱41錐角相同大小，確?？贡M塊之間能完好的嵌為一體。
[0049]鋼浮箱箱體采用耐低溫的鋼板焊接而成，箱體上開設(shè)有固態(tài)泡沫填充入口44;填充材料具有吸水性低、壓縮性低、密度小、抗低溫等特性如陶瓷泡沫材料、高分子泡沫材料等，可以為箱體提供足夠的浮力。每一抗冰組塊都能自浮于一定水面上，則相互環(huán)繞粧腿嵌套為一體通過鎖緊裝置5穩(wěn)固連接之后，也能實現(xiàn)分體式鋼浮箱抗冰體4漂浮在水面，保持一定的吃水。此外，由于每一抗冰組塊是采用填充材料提供浮力的，因此對鋼浮箱的密閉性沒有嚴苛要求，從而降低了鋼浮箱的制造難度，避免類似一般需嚴格密閉的鋼浮箱其水密性一旦被破壞便沉沒海底的現(xiàn)象發(fā)生，進一步提高了分體式鋼浮箱抗冰體4的可靠性。
[0050]在粧腿直角邊對應的四個封閉式正倒錐鋼浮箱即正倒錐鋼浮箱41的內(nèi)壁間隔設(shè)置若干減振裝置6，在鋼浮箱沉放之前提前裝配好豎向減振裝置6 ο減振元件62具有耐腐蝕、耐低溫等特性，固接在與鋼浮箱內(nèi)壁焊接的減振支撐件61上，在減振元件62外表面連接有豎向的減振橡膠墊63，整個分體式鋼浮箱抗冰體4依賴正倒錐鋼浮箱內(nèi)壁設(shè)置的減振橡膠墊63在粧腿表面滑動摩擦上下運動。減振橡膠墊63的結(jié)構(gòu)可選拱形等可承受更大沖擊力的形狀，為了降低橡膠墊的滑動摩擦阻力，在與減振橡膠墊63相接觸的粧腿表面要進行一定的光滑處理如采用滲透密封性處理、涂抹特殊的能降低外表面摩擦系數(shù)的涂料等，同時在減振橡膠墊63表面還可安裝具有低摩擦系數(shù)、耐低溫、耐磨的材料如聚四氟乙烯材料。本發(fā)明的可靠性將比現(xiàn)有的如以螺旋式齒輪嚙合實現(xiàn)上下運動、以安裝滾輪實現(xiàn)上下運動等要高很多，且僅僅依靠自身的浮力實現(xiàn)上下運動，經(jīng)濟性相當可觀。這是由于齒輪嚙合形式在多次沖擊后，齒輪牙型易發(fā)生變形、滾輪僅可以單自由度運行，滾輪內(nèi)部的滾珠在浮冰的撞擊后極易變形，可靠性較差。此外，減振裝置6由于設(shè)置有減振元件62和減振橡膠墊63，相當于具有了雙層減振效果，裝配好的減振裝置6的減振橡膠墊63與粧腿表面間隙在50mm至10mm之間，更好地實現(xiàn)減振裝置6的減振隔振功能。
[0051]如附圖7所示，由于各抗冰組塊之間通過了固定銷422與固定銷套412的嵌套、螺栓連接、法蘭盤53緊密連接等進行穩(wěn)固鎖緊，在上下運動時確保了各抗冰組塊運動的同步性，每個抗冰組塊的內(nèi)壁處都開設(shè)有人孔，便于人員進入內(nèi)部檢修，且在正倒四分一圓臺式鋼浮箱42內(nèi)壁設(shè)置有抵達法蘭盤53連接的通道423，方便人員抵達內(nèi)壁中部檢修。
[0052]在粧腿直角所對應的四個正倒四分一半圓臺式鋼浮箱42的上部平面上，設(shè)有永磁吸盤作用鋼板43，其與鋼浮箱合為一體，材料為具耐低溫、導磁性好等性能的鐵磁性材料如鎳含量在12%至13%之間的鎳鋼材料，該作用鋼板應平整光滑，利于液壓式永磁吸盤的吸附作用。
[0053]本發(fā)明的液壓永磁吸盤起重裝置3由柱塞缸31、柱塞32、起重臂33、永磁吸盤34、進出油管35、水位傳感器36和距離傳感器37等構(gòu)件組成。永磁吸盤34是采用具有鐵磁性強、耐低溫等特性的鎳鋼材料。水位傳感器36設(shè)置在正倒四分一圓臺式鋼浮箱42內(nèi)壁適當位置，距離傳感器37設(shè)置在永磁吸盤34的合適位置。其工作原理可參照圖1加以說明:在普通的海冰冰況下，分體式鋼浮箱抗冰體4可依靠自身浮力作用沿粧腿上下運動，一定厚度的浮冰撞擊分體式鋼浮箱抗冰體4將直接發(fā)生彎曲破碎。此時，水位傳感器36由于固接在分體式鋼浮箱抗冰體4內(nèi)壁上，其感應的水線位置均處于常閉狀態(tài)時設(shè)定的范圍。因此液壓永磁吸盤起重裝置3也處于常閉狀態(tài)。
[0054]而當冰情相當嚴重時，冰層厚度增加、結(jié)冰速度加快、碎冰的堆積與碎冰的二次快速結(jié)冰等現(xiàn)象有可能會使分體式鋼浮箱抗冰體4的外表面被海冰凍結(jié)，從而增加了分體式鋼浮箱抗冰體4的排水量，引起其下沉一定位置而失去原有機動性好的抗冰效果。此時分體式鋼浮箱抗冰體4的吃水大幅增加，當吃水值達到水位感應器36激活的設(shè)定值時，水位感應器36被激活并傳遞信號到液壓永磁吸盤起重裝置的控制開關(guān)。從而啟動液壓永磁吸盤起重裝置3，其柱塞32豎直向下靠近，當永磁吸盤34與分體式鋼浮箱抗冰體4上的永磁吸盤作用鋼板43的距離達到一定值時，距離傳感器37被激活并傳遞信息給永磁吸盤34吸持開關(guān)，從而永磁吸盤34與永磁吸盤作用鋼板43相互強吸，距離傳感器37關(guān)閉并傳遞信息給液壓永磁吸盤起重裝置3，柱塞32向上提升帶動起重臂33從而提升分體式鋼浮箱抗冰體4，在提升過程中液壓永磁吸盤起重裝置3將通過分體式鋼浮箱抗冰體4提供對冰層的垂直作用力將冰層破碎。當分體式鋼浮箱抗冰體4被提升至一定高度時，其吃水達到一定值后，水位傳感器36關(guān)閉，從而使液壓永磁吸盤起重裝置3關(guān)閉，永磁吸盤34釋放，與永磁吸盤作用鋼板43作用表面脫離。此時，分體式鋼浮箱抗冰體4的自重大于所受浮力，向下運動，再次將冰層沿豎直方向靠自重加以破碎，最終回落到平衡位置，使其恢復原有的抗冰機動性。
[0055]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，包括固定在粧腿上的固定平臺，其特征在于:所述固定平臺下方安裝有若干組液壓永磁吸盤起重裝置，液壓永磁吸盤起重裝置下方設(shè)有抗冰的分體式鋼浮箱抗冰體，所述分體式鋼浮箱抗冰體的側(cè)面為楔形狀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，其特征在于:所述液壓永磁吸盤起重裝置包含柱塞缸、柱塞、起重臂和永磁吸盤，所述柱塞缸固定在固定平臺上，柱塞位于柱塞缸內(nèi)，柱塞與起重臂連接，起重臂與永磁吸盤連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，其特征在于:所述永磁吸盤上安裝有距離傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，其特征在于:所述分體式鋼浮箱抗冰體包含交替分布的正倒錐鋼浮箱和正倒四分一圓臺式鋼浮箱，所述正倒錐鋼浮箱和正倒四分一圓臺式鋼浮箱均連接有支架，相鄰支架通過螺栓連接從而連接正倒錐鋼浮箱和正倒四分一圓臺式鋼浮箱;所述分體式鋼浮箱抗冰體正對永磁吸盤下方設(shè)有永磁吸盤作用鋼板。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，其特征在于:所述正倒錐鋼浮箱安裝有固定銷套或固定銷，所述正倒四分一圓臺式鋼浮箱安裝有與正倒錐鋼浮箱配合使用的固定銷或固定銷套。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，其特征在于:所述正倒錐鋼浮箱包含第一上錐蓋和第一下錐蓋，第一上錐蓋和第一下錐蓋為對稱結(jié)構(gòu)，第一上錐蓋和第一下錐蓋的截面均為梯形狀;正倒四分一圓臺式鋼浮箱為圓弧狀，包含第二上錐蓋和第二下錐蓋，第二上錐蓋和第二下錐蓋為對稱結(jié)構(gòu)，第二上錐蓋和第二下錐蓋的截面均為梯形狀;第一上錐蓋和第一下錐蓋組成的楔形角為45°至65°，第二上錐蓋和第二下錐蓋組成的楔形角為45°至65°。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，其特征在于:所述正倒錐鋼浮箱或/和正倒四分一圓臺式鋼浮箱內(nèi)設(shè)有水位傳感器。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，其特征在于:所述第一上錐蓋和第二上錐蓋上均設(shè)有人孔。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，其特征在于:所述正倒錐鋼浮箱或/和正倒四分一圓臺式鋼浮箱內(nèi)均填充有固態(tài)泡沫填充材料。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于極地冰區(qū)半潛式平臺的鋼浮箱抗冰裝置，其特征在于:所述分體式鋼浮箱抗冰體內(nèi)側(cè)設(shè)有若干個減震裝置。
【文檔編號】E02B17/00GK205421220SQ201620196204
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月14日
【發(fā)明人】鄧炳林, 谷家揚, 蔣志勇, 姚震球, 劉為民
【申請人】江蘇科技大學