本發(fā)明涉及一種用于船舶的系泊組件，它包括：在所述船舶中的月池，該月池有殼體；轉塔，該轉塔位于所述月池中，并通過上部軸承組件和下部軸承組件而安裝于其中，以便環(huán)繞轉塔旋轉軸線相對于所述月池旋轉；以及系泊索纜，該系泊索纜附接在轉塔的下部部分上，其中，下部軸承組件包括：剛性內(nèi)部軸承環(huán)，該剛性內(nèi)部軸承環(huán)附接在轉塔的所述下部部分上；外部軸承環(huán)，該外部軸承環(huán)附接在月池的殼體上；多個沿周向間隔開的軸承塊體，這些軸承塊體位于內(nèi)部軸承環(huán)和外部軸承環(huán)之間，用于保證在內(nèi)部和外部軸承環(huán)之間的負載傳遞；以及安裝裝置，該安裝裝置與所述軸承塊體配合，用于相對于外部軸承環(huán)而保持軸承塊體的基本固定位置。

除了系泊索纜(該系泊索纜例如可以包括系泊鏈)之外，立管(例如用于油或天然氣)以及其它設備(例如鉆井設備)也可以附接在轉塔的下部部分上。轉塔使得船舶能夠響應變化的外部條件(例如風、波浪和水流)而旋轉(風向標)，而不會使系泊索纜和立管脫開。通常，上部軸承(有時也稱為主軸承)傳遞大部分豎直力(該豎直力的主要部分是重力和加速力，由于轉塔、系泊索纜和立管的重量而產(chǎn)生)。下部軸承主要負責在轉塔和船舶之間傳遞徑向負載(該徑向負載的主要部分是系泊和立管負載)。

系泊組件的軸承塊體由于提供了安裝裝置而相對于外部軸承環(huán)有基本靜止的位置。在現(xiàn)有技術的系泊組件中，軸承塊體容納或固定在安裝件中，該安裝件附接在外部軸承環(huán)上，這樣，在內(nèi)部軸承環(huán)和外部軸承環(huán)之間的相應軸承力主要通過這些安裝件來傳遞。不過，這可能導致不利的情況，其中，應力集中在外部軸承環(huán)的、這些安裝件附接于其上的位置處。

本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的改進的系泊組件。

根據(jù)本發(fā)明，系泊組件的特征在于：安裝裝置設計成用于允許軸承塊體執(zhí)行相對于外部軸承環(huán)的調整運動，以便采取一位置，在該位置中，在軸承塊體和外部軸承環(huán)之間產(chǎn)生負載傳遞，而在外部軸承環(huán)內(nèi)的應力集中最小，且較大部分的負載傳遞直接在軸承塊體和外部軸承環(huán)之間產(chǎn)生，而并不被引導通過安裝裝置。

將軸承塊體安裝在外部軸承環(huán)上的現(xiàn)有技術方式導致軸承塊體與外部軸承環(huán)的相對靜止連接，而根據(jù)本發(fā)明的、將軸承塊體附接在外部軸承環(huán)上的方式產(chǎn)生了更動態(tài)的連接，這使得軸承塊體能夠相對于外部軸承環(huán)而校正(調整)它的位置，這樣，能夠產(chǎn)生負載傳遞，且沒有在外部軸承環(huán)中的不合適的應力集中。而且，安裝裝置對于負載傳遞并不起到較大作用，這時該負載傳遞直接在內(nèi)部和外部軸承環(huán)之間進行，這也有助于減少在外部軸承環(huán)中的應力集中。通過本發(fā)明獲得的其它優(yōu)點可以涉及減少焊接和機械加工，避免凹穴機械加工，并減少了在制造中的干船塢時間，同時保持可檢查性和可替換性。

在根據(jù)本發(fā)明的系泊組件的一個實施例中，各軸承塊體有外部面，該外部面直接與外部軸承環(huán)的內(nèi)部面接合，且軸承塊體至少在一側與外部軸承環(huán)有樞轉連接。該樞轉連接允許調整運動，而在軸承塊體的所述外部面和外部軸承環(huán)的內(nèi)部面之間的直接接合能夠獲得直接的負載傳遞。

具體地說，在這樣的實施例中，所述樞轉連接可以包括樞轉部件，該樞轉部件的第一端與軸承塊體的所述一側連接，相對的第二端與附接在外部軸承環(huán)上的樞軸可樞轉地連接。樞轉部件可以以多種不同方式來實施，例如桿或板。

在系泊組件的另一實施例中，所述樞轉連接包括柔性部件，該柔性部件的第一端與軸承塊體的所述一側連接，相對的第二端附接在外部軸承環(huán)上。

在這樣的實施例中，柔性部件確定了樞轉連接，而并不提供實際的樞軸。通常，柔性部件與軸承塊體的連接以及與外部軸承環(huán)的連接將是剛性的(可以直接或間接地進行)。柔性部件的柔性確定了“樞轉”。

可以設想，柔性部件是柔性板。例如，柔性板可以由彈簧鋼材料、橡膠材料、合成材料或者具有天然彈性的材料(例如具有有限厚度的鋼)來制造。

在一個實施例中，柔性部件的所述相對的第二端附接在外伸架上，該外伸架從外部軸承環(huán)向內(nèi)凸出。這提供了柔性部件與外部軸承環(huán)的間接連接，這可以允許很容易地安裝和拆卸。

在系泊組件的特定實施例中，軸承塊體的與外部軸承環(huán)有樞轉連接的所述一側是軸承塊體的上側。因此，軸承塊體從樞轉連接向下延伸，這增加了軸承塊體的位置的穩(wěn)定性。

不過，也可以是這樣：軸承塊體的兩個相對側有與外部軸承環(huán)的樞轉連接。這種實施例也導致軸承塊體的非常穩(wěn)定位置，但是通常使得軸承塊體的安裝或拆卸的處理(例如用于維護)更復雜。通常，在這樣的實施例中，樞轉連接也將允許一些平移，用于能夠進行合適的調整運動。

根據(jù)不同實施例，所述兩個相對側可以是朝向周向方向的側(具有的優(yōu)點是更容易安裝和拆卸，因為很容易從月池內(nèi)和從下部軸承組件上方接近兩側，但是該實施例可能與希望使得相鄰軸承塊體沿周向方向彼此靠近相矛盾)，或者可以是朝向上和朝向下的側(使得相鄰軸承塊體能夠定位成彼此靠近，但是通常使得安裝和拆卸更復雜)。

當安裝裝置(例如樞轉連接)可調節(jié)時，軸承塊體的位置可以在安裝過程中盡可能地調節(jié)，以使得所需的調整運動(如由安裝裝置所允許的那樣)可以減至最小。

在根據(jù)本發(fā)明的系泊組件的一個實施例中，軸承塊體有與內(nèi)部軸承環(huán)的外表面接合的內(nèi)表面以及與外部軸承環(huán)的內(nèi)表面接合的外表面，其中，在軸承塊體的內(nèi)表面和內(nèi)部軸承環(huán)的外表面之間的摩擦系數(shù)小于在軸承塊體的外表面和外部軸承環(huán)的內(nèi)表面之間的摩擦系數(shù)。

因此能夠保證，在轉塔在月池中旋轉的過程中，在軸承塊體試圖相對于外部軸承環(huán)滑動(這將導致在安裝裝置上的負載)之前，將在軸承塊體和內(nèi)部軸承環(huán)之間產(chǎn)生滑動(其中，摩擦力最低)。因此，防止周向負載作用在安裝裝置上，或者至少將周向負載減至最小。

優(yōu)選是，內(nèi)部軸承環(huán)至少有用于接觸軸承塊體的外表面，該外表面由耐腐蝕的硬材料來制造，例如具有覆層的鋼(或類似材料)，從而導致摩擦系數(shù)較低。但是其它部件的其它表面也可以以類似方式來實現(xiàn)。

在一個實施例中，軸承塊體有分別用于與內(nèi)部和外部軸承環(huán)接觸的內(nèi)表面和外表面，且至少外表面由具有相對較低e模量的材料(例如合成材料)來制造。軸承塊體的內(nèi)表面和外表面都能夠由這樣的材料來制造。

盡管軸承塊體可以完全由這種材料來制造，但是在另一實施例中，軸承塊體有金屬芯，優(yōu)選是鋼芯。

在根據(jù)本發(fā)明的系泊組件的特定實施例中，轉塔為柔性的，以便相對于轉塔旋轉軸線而彎曲，且與外部軸承環(huán)連接的殼體部分為柔性的，以便允許外部軸承環(huán)相對于月池而運動，而外部軸承環(huán)自身為柔性的。

轉塔的柔性導致這樣的情況，其中，徑向力主要將由下部軸承來傳遞(因此，形成的較大力矩并不或幾乎不傳遞給上部軸承，該較大力矩通常將需要增加該上部軸承的尺寸-因此非常重)。轉塔自身和周圍/支承結構也能夠由更低的總重量來構成。外部軸承環(huán)相對于月池的允許的運動(因此相對于船舶的運動)與外部軸承環(huán)的相對較大柔性一起允許船舶由于變形而成橢圓(例如，在本領域中稱為“翹曲”和“凹變”)。由于根據(jù)本發(fā)明的軸承塊體能夠調整運動，因此，外部軸承環(huán)產(chǎn)生的變形不會對軸承塊體能夠在內(nèi)部和外部軸承環(huán)之間有效傳遞負載的能力產(chǎn)生不利影響。外部軸承環(huán)的柔性還改進了與軸承塊體的正確接合。

轉塔在它的下部部分處可以包括剛性柱形板，系泊索纜附接在該剛性柱形板上，且在該剛性柱形板的外周處提供有內(nèi)部軸承環(huán)或形成為內(nèi)部軸承環(huán)。

這樣的下部板(在相應領域中，該下部板也稱為鏈平臺)提供了用于內(nèi)部軸承環(huán)的非常穩(wěn)定的剛性的形狀。

在優(yōu)選實施例中，在外部軸承環(huán)和軸承塊體之間的接合更彈性，并提供了比在內(nèi)部軸承環(huán)和軸承塊體之間的接合更高的摩擦系數(shù)。

下面將參考附圖介紹本發(fā)明，附圖中：

圖1示意表示了現(xiàn)有技術的系泊組件的剖視圖；

圖2表示了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的系泊組件的一部分的徑向剖視圖；

圖3是根據(jù)圖2中的iii的視圖；

圖4表示了安裝軸承塊體的方式；

圖5-8示意地局部地表示了根據(jù)本發(fā)明的可選實施例。

在圖1中，示意表示了本發(fā)明類型的、用于船舶的系泊組件的基本結構。這種系泊結構包括在船舶2中的月池1，該月池1有殼體3。在實際實施例中，這樣的月池1例如可以有在5和25米之間的直徑。轉塔4定位在所述月池1內(nèi)。轉塔4在它的上部部分處包括轉臺5(或類似結構)，該轉臺與上部主軸承組件6配合，這樣，轉塔4能夠相對于所述月池1(和船舶2)環(huán)繞轉塔旋轉軸線7旋轉。

如自身已知的那樣，轉臺5(或在轉塔的上部部分處的其它結構)可以承載其它元件，例如旋轉接頭、提升設備等。上部主軸承組件6通常將承載由轉塔4和與其連接并由其承載的部件的大部分重量和產(chǎn)生的軸向(豎直)力。

下部軸承組件8設置于轉塔4的下部部分處，該下部軸承組件8通常將在轉塔4和月池1的殼體3(船舶2)之間傳遞徑向負載(主要來自于系泊和立管)。轉塔4能夠有一定柔性，以便相對于轉塔旋轉軸線7而彎曲。

而且，系泊索纜9(例如鏈)附接在轉塔4的下部部分或鏈平臺10上(并延伸至系泊點，例如在海底)。所述鏈平臺10通常也將支承立管11，油或天然氣通過該立管而傳遞給船舶2或從該船舶2傳送。當然，這樣的立管11將向上沿轉塔4朝著上部設備(例如上述旋轉接頭)進一步延伸，但是這并沒有在圖中表示，因為它是本領域已知的，且與理解本發(fā)明并不相關。還有，其它設備(例如鉆井設備)也可以由鏈平臺10來支承。

下部軸承組件8基本上包括：剛性內(nèi)部軸承環(huán)12，該內(nèi)部軸承環(huán)12附接在鏈平臺10上；外部軸承環(huán)13，該外部軸承環(huán)13附接在月池1的殼體3上；以及多個沿周向間隔開的軸承塊體14，這些軸承塊體14位于內(nèi)部和外部軸承環(huán)12、13之間，用于保證在內(nèi)部和外部軸承環(huán)之間的負載傳遞。內(nèi)部軸承環(huán)12可以至少有用于接觸軸承塊體14的外表面，該外表面由耐腐蝕的硬材料來制造，例如具有覆層的鋼(或類似材料)，從而導致較低的摩擦系數(shù)。

由于特定的構造措施(例如，在船舶結構16中的切口15緊鄰外部軸承環(huán)13)，殼體3的、與外部軸承環(huán)13連接的部分3’是柔性的，用于允許外部軸承環(huán)13相對于月池1進行有限運動。而且，外部軸承環(huán)13自身為柔性的，用于允許它采取非圓形形狀。

安裝裝置在圖1中未示出，但是將參考后面的附圖進一步介紹，該安裝裝置與軸承塊體14配合，以便相對于外部軸承環(huán)13保持該軸承塊體14的基本固定位置。這些安裝裝置是現(xiàn)有技術，但是根據(jù)本發(fā)明而具有特定設計。

在圖2和3中表示了這種安裝裝置的第一實施例。軸承塊體14在它的上側包括板17，該板17的上端與樞軸18可樞轉地連接，該樞軸18由外伸架19來支承，該外伸架19附接在外部軸承環(huán)13上并從該外部軸承環(huán)13向內(nèi)凸出。因此，這些安裝裝置設計成允許軸承塊體14相對于外部軸承環(huán)13進行調整(settling)運動，以便采取這樣的位置，在該位置中，在軸承塊體14和外部軸承環(huán)13之間進行負載傳遞(而且在外部軸承環(huán)13中有最小的應力集中)。

應當知道，盡管這種調整運動在這里是某種樞轉運動的結果，但是也可以設想，這種調整運動是其它類型的運動的結果，例如平移(例如由相應的平移機構來提供)。

如由圖2中清楚可見，軸承塊體14設有外部面，該外部面與外部軸承環(huán)13的內(nèi)部面直接接合。因此，較大部分的負載傳遞直接在軸承塊體14和外部軸承環(huán)13之間進行，而并不通過安裝裝置(板17、樞軸18和外伸架19)。

應當知道，板17也可以由其它部件代替，例如桿。

軸承塊體14有：內(nèi)部板20(例如由合成材料或其它軸承材料來制造)，該內(nèi)部板20有朝向內(nèi)的表面，用于與內(nèi)部軸承環(huán)12的外表面接合(如上所述，該外表面可以由耐腐蝕的硬材料來制造，例如具有覆層的鋼(或類似材料)，從而導致較低的摩擦系數(shù))；以及外部板21(例如也由彈性材料來制造)，該外部板21有朝向外的表面，該表面與外部軸承環(huán)13的內(nèi)表面接合。優(yōu)選是，在內(nèi)部板20的內(nèi)表面和內(nèi)部軸承環(huán)12的外表面之間的摩擦系數(shù)小于在外部板21的外表面和外部軸承環(huán)13的內(nèi)表面之間的摩擦系數(shù)。

在圖2所示的實施例中，芯22(例如由金屬制造，例如鋼)位于內(nèi)部板20和外部板21之間。在另一實施例(未示出)中，這樣的芯22可以省略。

圖4表示了軸承塊體14的安裝方法的實例。樞軸18由兩個可移動的銷18’來限定。在銷18’彼此相向移動的位置中(見軸承塊體14’)，將軸承塊體降低至兩個外伸架19之間(例如使用提升機構的提升索纜23，該提升機構可以在月池1的更高高度處附接在殼體3上)。一旦降低并處于在外伸架19之間的正確位置，使銷18’相互遠離地移動并固定(例如由軸承塊體14”的銷18”所示)。

圖5非常示意地表示了不同實施例，其中，在軸承塊體14和外部軸承環(huán)13(或者附近的殼體部分3’)之間的可運動連接(該可運動連接允許調整)包括柔性部件24，例如柔性板，該柔性部件的第一端(這里是下端)與軸承塊體14的上側連接，該柔性部件24的相對的第二端(這里是上端)附接在外部軸承環(huán)13上(直接附接或者如這里所示通過另外的部件進行附接，例如外伸架25和殼體部分3’)。

圖6和7表示了兩個不同實施例，其中，軸承塊體14的兩個相對側部(不僅僅是一側部)都提供有安裝裝置26，用于提供與外部軸承環(huán)13的可運動連接。在圖6中，所述相對側部是朝向上和朝向下的側部，而在圖7中，所述相對側部是朝向圓周方向的側部。安裝裝置26可以有不同實施例。

最后，圖8示意表示安裝裝置(或者可運動連接)可調節(jié)的可能性。在所示實施例中，軸承塊體14附接在板17上，該板17可以繞樞軸18樞轉，該樞軸18支承在外伸架19中。如由定位螺釘27示意表示，樞軸18的位置和/或方位可以變化(應當指出，這種定位設置可以沿任意方向進行，不過，本視圖基本表示了沿豎直方向設置)。在樞軸18和(因此)軸承塊體14已經(jīng)到達所需位置之后，可以進行(半)永久性的閉緊，例如使用閉緊材料，如商標名為chockfast的環(huán)氧樹脂。當然，軸承塊體14的這種調節(jié)也可以通過安裝裝置的其它實施例來執(zhí)行。

本發(fā)明并不局限于前面所述的實施例，它可以在由附后的權利要求確定的本發(fā)明范圍內(nèi)進行廣泛變化。因此，盡管軸承塊體介紹為由外部軸承環(huán)來承載，但是也可以設想它們由緊鄰外部軸承環(huán)的殼體部分來承載。而且，盡管相對于包括月池的船舶來限定本發(fā)明，但是它的原理和范圍也應用于不提供傳統(tǒng)月池的情況(其中，船舶包括延伸部分，該延伸部分以與這種月池類似的方式起作用)。最后，應當指出，本發(fā)明還將覆蓋這樣的實施例，其中，內(nèi)部環(huán)起作用，并提供有外部環(huán)的功能特征，如上所述，反之亦然(因此，在功能上互換)。因此，在這些實施例中，安裝裝置可以設計成用于允許軸承塊體執(zhí)行相對于內(nèi)部軸承環(huán)的調整運動，以便采取一位置，在該位置中，在軸承塊體和內(nèi)部軸承環(huán)之間產(chǎn)生負載傳遞(且在內(nèi)部軸承環(huán)內(nèi)的應力集中最小)，且較大部分的負載傳遞直接在軸承塊體和內(nèi)部軸承環(huán)之間產(chǎn)生而并不通過安裝裝置。而且，在這些實施例中，在內(nèi)部軸承環(huán)和軸承塊體之間的接合可以更彈性，且與在外部軸承環(huán)和軸承塊體之間的接合相比提供更高的摩擦系數(shù)。