本實(shí)用新型涉及海洋裝備技術(shù)，特別是一種海洋水下運(yùn)輸設(shè)備，為海洋的海底空間站提供補(bǔ)給物資。

背景技術(shù)：

對(duì)于深海裝備，建立海底空間站成為開(kāi)發(fā)海洋的重要舉措，由于深潛過(guò)程的復(fù)雜和風(fēng)險(xiǎn)，水下運(yùn)輸成為維持海底空間站長(zhǎng)期運(yùn)作的重要設(shè)備。

海洋平臺(tái)是海上油氣開(kāi)采的重要海工裝備，技術(shù)已經(jīng)很成熟，用張力腿平臺(tái)和半潛式平臺(tái)等通過(guò)錨泊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)海上定位，并為石油開(kāi)采等工作提供作業(yè)平臺(tái)。然而，多數(shù)海洋平臺(tái)只具有向上運(yùn)輸原油的立管系統(tǒng)，不具備可以向下為海底空間站提供補(bǔ)給物資運(yùn)輸?shù)哪芰Α?/p>

對(duì)海底進(jìn)行物資輸送和回收時(shí)，目前采用的運(yùn)輸裝置多為吊籃形式或者其他非水密結(jié)構(gòu)，不能實(shí)現(xiàn)物資的水密運(yùn)輸，并且，這些運(yùn)輸裝置多為一體化結(jié)構(gòu)，不易于形成標(biāo)準(zhǔn)化的補(bǔ)給模式，只能向海底零散的補(bǔ)給物資。這些運(yùn)輸裝置的上端與運(yùn)輸船連接，下端連接吊籃或非水密結(jié)構(gòu)上，在海中容易受到水流的影響，不能確定投放區(qū)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水下垂直運(yùn)輸設(shè)備，在運(yùn)輸過(guò)程中不易受到水流的影響，實(shí)現(xiàn)物資在水中的垂直水密運(yùn)輸，精準(zhǔn)補(bǔ)給物資。

本實(shí)用新型一種水下垂直運(yùn)輸設(shè)備通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：包括固定設(shè)置在海洋平臺(tái)上的上支座，上支座正下方是海底對(duì)接裝置，上支座連接導(dǎo)航纜上端，導(dǎo)航纜上下垂直布置且穿過(guò)運(yùn)輸裝置的中心通孔，導(dǎo)航纜下端連接海底對(duì)接裝置；運(yùn)輸裝置由左右對(duì)稱(chēng)的左半橢球殼體和右半橢球殼體密封拼接組成，左半橢球殼體和右半橢球殼體的內(nèi)部均由上方密封的貨倉(cāng)區(qū)和下方密封的壓載單元區(qū)室組成，每個(gè)壓載單元區(qū)內(nèi)的底部設(shè)有前后兩個(gè)壓載艙；每個(gè)壓載艙包含有外筒、內(nèi)筒、提升桿、閥盤(pán)和液壓提升機(jī)構(gòu)；外筒側(cè)壁上分布有通孔，外筒內(nèi)部的上方正中間嵌套內(nèi)筒，內(nèi)筒內(nèi)的底部是液壓提升機(jī)構(gòu)，外筒頂部和內(nèi)筒頂部密封連接蓋板；在外筒內(nèi)部的下方正中間是閥盤(pán)，閥盤(pán)頂部中間固定連接提升桿下端，提升桿上端由下向上伸入內(nèi)筒內(nèi)部且固定連接液壓提升機(jī)構(gòu)；閥盤(pán)的正下方開(kāi)有艙壁底部上的吸排水孔，吸排水孔處設(shè)有蝶閥。

本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案后的有益效果是：

1、本實(shí)用新型可根據(jù)殼體內(nèi)貨物的重量調(diào)整自重，使得左右殼體重量相等，以保證運(yùn)輸裝置垂直的姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)水密運(yùn)輸；同時(shí)通過(guò)改變壓載水和貨物的重量，可以調(diào)節(jié)浮力和自身重力關(guān)系，實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)力運(yùn)輸，無(wú)動(dòng)力模塊，節(jié)約能源，穩(wěn)定、清潔、可長(zhǎng)期使用。

2、本實(shí)用新型是在海洋原有平臺(tái)的基礎(chǔ)建立的，成本低，方便快捷，可以實(shí)現(xiàn)水面水下物資的定點(diǎn)投放。

3、本實(shí)用新型中的運(yùn)輸裝置采用的是標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)載單元，能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的補(bǔ)給，所有海洋船舶只要攜帶標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)載單元，就能夠?qū)５卓臻g站進(jìn)行物資補(bǔ)給。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種水下垂直運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中運(yùn)輸裝置3在去掉耳片4后的結(jié)構(gòu)放大示意圖；

圖3是圖1中運(yùn)輸裝置3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖4是圖2中A-A向剖視示意放大圖；

圖5是圖3中壓載艙7的結(jié)構(gòu)放大圖；

圖6是圖5中B-B向放大視圖。

圖中：1.上支座；2.導(dǎo)航纜；3.運(yùn)輸裝置；4.耳片；5.海底對(duì)接裝置；6.水壓感應(yīng)器和無(wú)線電模塊；7.壓載艙；8.液壓提升機(jī)構(gòu)；9.艙壁；10.艙口蓋；11.吸排水孔；

31.左半橢球殼體；32.右半橢球殼體；33.中心通孔；311.貨倉(cāng)區(qū)；312.壓載單元區(qū)；

71.蓋板；72.內(nèi)筒；73.外筒；74.第一螺母；75.提升桿；76.閥盤(pán)；77.不銹鋼圈；78.第二螺母；79.蝶閥；731.通孔；791.第三螺母；

82.連接板；81.第四螺母；83.第五螺母。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型水下垂直運(yùn)輸設(shè)備的上端是上支座1，下端是海底對(duì)接裝置5，海底對(duì)接裝置5在上支座1的正下方。上支座1固定連接在原有的海洋平臺(tái)上，上支座1連接于導(dǎo)航纜2上端，導(dǎo)航纜2下端連接海底對(duì)接裝置5，導(dǎo)航纜2上下垂直布置，從海面上向下伸入海底。在上支座1和海底對(duì)接裝置5之間設(shè)有一個(gè)運(yùn)輸裝置3，運(yùn)輸裝置3中盛放有物資，導(dǎo)航纜2垂直穿過(guò)運(yùn)輸裝置3的中心，運(yùn)輸裝置3可沿導(dǎo)航纜2上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)海底和海面的物資運(yùn)輸。

上支座1能夠承受導(dǎo)航纜2的濕重，由鋼制三角支架構(gòu)成，經(jīng)螺栓或焊接方式傾斜固定于平臺(tái)甲板上。上支座1傾斜固定的目的是使導(dǎo)航纜2距離平臺(tái)有一定距離，當(dāng)運(yùn)輸裝置3上浮至水面后有較大空間進(jìn)行裝載和卸載，避免運(yùn)輸裝置3與平臺(tái)主體的碰撞。

導(dǎo)航纜2用聚酯纖維制作，對(duì)運(yùn)輸裝置3上下移動(dòng)的路徑作垂直導(dǎo)航，導(dǎo)航纜2下端通過(guò)錨運(yùn)送至海底，與海底對(duì)接裝置5用可拆卸式的方式相連。為橡膠墊和支架構(gòu)成的支座結(jié)構(gòu)，位于海底錨固點(diǎn)處，并且固定連接在錨固點(diǎn)處。

如圖2所示，運(yùn)輸裝置3的中心開(kāi)有上下貫通的垂直的中心通孔33，中心通孔33的內(nèi)徑稍大于導(dǎo)航纜2的外徑，用于導(dǎo)航纜2穿過(guò)，以減少兩者之間的摩擦。運(yùn)輸裝置3的垂直縱向截面呈橢圓形，橢圓形的長(zhǎng)軸沿垂直方向，與導(dǎo)航纜2中心、中心通孔33中心的共線。縱向截面呈橢圓形可以減少運(yùn)輸裝置3上升和下潛過(guò)程中的海水粘壓阻力，具有較強(qiáng)的抗壓性能。中心通孔33將整個(gè)運(yùn)輸裝置3分成左右兩半，使運(yùn)輸裝置3由左半橢球殼體31和右半橢球殼體32拼接而成，左半橢球殼體31和右半橢球殼體32左右對(duì)稱(chēng)布置，在兩個(gè)殼體的拼接處采用橢圓形橡膠墊圈密封。在兩個(gè)殼體的底部墊有硬橡膠環(huán)墊，硬橡膠環(huán)墊上交錯(cuò)分布多個(gè)半球形的凸起，可緩解其降至海底時(shí)對(duì)對(duì)接裝置5的沖擊作用。

根據(jù)工作水深和運(yùn)載物資速度的不同，兩個(gè)殼體的尺寸和導(dǎo)航纜2的直徑會(huì)有所不同。

如圖3所示，在左半橢球殼體31和右半橢球殼體32的最大環(huán)面的艙壁9處分別固定連接四個(gè)耳片4，兩個(gè)殼體上的耳片4左右對(duì)稱(chēng)分布，用于起吊運(yùn)輸裝置3。

左半橢球殼體31和右半橢球殼體32的內(nèi)部均由上方的貨倉(cāng)區(qū)311和下方的壓載單元區(qū)312這兩個(gè)密封的腔室組成，每個(gè)壓載單元區(qū)312內(nèi)的底部設(shè)有前后兩個(gè)獨(dú)立水密的壓載艙7，用于壓載單元區(qū)312的進(jìn)出水。貨倉(cāng)區(qū)311的容積大于壓載單元區(qū)312的容積，貨倉(cāng)區(qū)311的容積是左半橢球殼體31或右半橢球殼體32的容積的2/3。

在左半橢球殼體31和右半橢球殼體32的貨倉(cāng)區(qū)311的艙壁9上設(shè)置橢圓形艙口蓋10，橢圓形艙口蓋10與殼體之間都采用橡膠墊圈密封。

在左半橢球殼體31內(nèi)的貨倉(cāng)區(qū)311安裝水壓感應(yīng)器和無(wú)線電模塊6，用于通過(guò)水壓進(jìn)行定位和信號(hào)傳輸。

如圖4所示，左半橢球殼體31和右半橢球殼體32下方的每個(gè)壓載單元區(qū)312各分成前后兩個(gè)水密的腔室，每個(gè)腔室中的底部各安裝一個(gè)壓載艙7。

如圖5所示的壓載艙7結(jié)構(gòu)，壓載艙7包含有外筒73、蓋板71、提升桿75、閥盤(pán)76和液壓提升機(jī)構(gòu)8。其中，外筒73是圓筒形，其內(nèi)部的上方正中間嵌套一個(gè)內(nèi)筒72，內(nèi)筒72內(nèi)的底部設(shè)有液壓提升機(jī)構(gòu)8。外筒73頂部和內(nèi)筒72頂部共同用蓋板71密封，用第一螺母74將外筒頂部、內(nèi)筒72頂部和蓋板71固定在一起。在外筒73內(nèi)部的下方正中間有閥盤(pán)76，閥盤(pán)76的頂部中間固定連接提升桿75下端，提升桿75上端由下向上伸入內(nèi)筒72內(nèi)部。在內(nèi)筒72內(nèi)部，提升桿75上端固定連接液壓提升機(jī)構(gòu)8。

外筒73的底部通過(guò)第二螺母78固定連接艙壁9，通過(guò)第二螺母78將壓載艙7和殼體底部固定在一起。

在閥盤(pán)76的正下方，位于艙壁9的底部上開(kāi)有吸排水孔11，在吸排水孔11處安裝蝶閥79，蝶閥79通過(guò)第三螺母791與艙壁9固定連接。蝶閥79可遙控控制其打開(kāi)和閉合。

在閥盤(pán)76和蝶閥79之間安裝圓環(huán)型的不銹鋼圈77，不銹鋼圈77與艙壁9固定連接，并且不銹鋼圈77與閥盤(pán)76之間密封連接，閥盤(pán)76通過(guò)不銹鋼圈77的密封連接能夠保持閥盤(pán)76上方和下方水艙的孔口位置的水密性。

在外筒73的側(cè)壁上交錯(cuò)分布多個(gè)通孔731，用于海水的進(jìn)出，通孔731內(nèi)設(shè)有過(guò)濾鋼網(wǎng)，用于阻隔海水中的物質(zhì)進(jìn)入到壓載艙室內(nèi)部。

如圖5和圖6所示，提升桿75頂部固定連接于連接板82的正中間，連接板82的兩端下方各通過(guò)第四螺母81固定連接一個(gè)液壓提升機(jī)構(gòu)8，液壓提升機(jī)構(gòu)8的底部通過(guò)第五螺母83固定連接內(nèi)筒72的底部。

本實(shí)用新型水下垂直運(yùn)輸設(shè)備工作時(shí)，將運(yùn)輸裝置3在海洋平臺(tái)上組合完成后，用小型吊機(jī)通過(guò)耳片4將裝有貨物的運(yùn)輸裝置3吊運(yùn)至海面上，此時(shí)，蝶閥79處于打開(kāi)狀態(tài)，蝶閥79打開(kāi)的同時(shí)液壓提升機(jī)構(gòu)8上升，液壓提升機(jī)構(gòu)8拉動(dòng)提升桿75帶動(dòng)閥盤(pán)76緩慢上升，海水隨著蝶閥79以及閥盤(pán)76的打開(kāi)從吸排水孔11緩慢倒灌入外筒73中，海水?dāng)D壓外筒73中的空氣從其側(cè)壁通孔731中逐步排出，隨著壓載海水的灌入，運(yùn)輸裝置3沿著導(dǎo)航纜2緩慢下移，當(dāng)海面水位沒(méi)過(guò)壓載艙7頂部時(shí)，關(guān)閉蝶閥79，液壓提升機(jī)構(gòu)8工作，液壓提升機(jī)構(gòu)8下降，帶動(dòng)閥盤(pán)76下降，直至閥盤(pán)76壓緊吸排水孔11，吊機(jī)緩慢將運(yùn)輸裝置3全部降至海水中，松開(kāi)運(yùn)輸裝置3，運(yùn)輸裝置3將沿著導(dǎo)航纜2垂直向下運(yùn)動(dòng)，直至降落至海底對(duì)接裝置5上，由海底空間站收入運(yùn)輸裝置3，卸載貨物，排放掉外筒73中的壓載水后，重新組合和固定運(yùn)輸裝置3，空載的運(yùn)輸裝置3將沿著導(dǎo)航纜2上升回到海面，由海洋平臺(tái)回收運(yùn)輸裝置3。