[發明專利]應用于超大型海洋浮式結構物模塊間的柔性機械式連接器

有效

• 申請號: 201410198889.9
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN103935479A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 谷家揚;黃祥宏
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;F16B1/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

技術領域

本發明涉及應用于超大型海洋浮式結構物模塊間的連接器，特別涉及一種應用于超大型海洋浮式結構物模塊間的新型柔性機械式連接器，屬于海洋工程技術領域。

背景技術

近年來，國際海洋工程界掀起了研究超大型海洋浮式結構物的熱潮。所謂超大型浮式結構物，是指那些尺度以公里計的浮式結構物。超大型浮式結構物可用于海上補給、科考、能源基地以及海上城市等。超大型浮式結構物由于尺寸巨大，用途各異，而且從維護和使用角度出發，必然是模塊化的。而模塊的拼裝又需要在海上進行，因此，怎樣快速安全的完成海上拼裝過程就成了超大型浮式結構物研究的一個重點。在模塊拼裝這一問題的研究上，各國也進行了長期的研究探索，其中日本的焊接拼裝已成熟。然而焊接雖然有強度、可靠性和已積累的豐富經驗等優勢，但海上環境復雜，現場多變的工作條件和模塊的不定運動都給焊接帶來了很大的困難，焊接約束缺少靈活性，長時間的工作，模塊間的相對運動都可能導致過大的內部約束力、變形和制造精度的下降，在結構物維修或遭遇極端惡劣海況情況下，連接器的斷開也無法快速實現。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提出一種應用于超大型海洋浮式結構物模塊間的柔性機械式連接器，結構簡單、操作方便，實現模塊的快速連接，可重復利用。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的一種應用于超大型海洋浮式結構物模塊間的柔性機械式連接器，包括位于模塊上的正極體和位于另一相對應模塊上的負極體，所述正極體包括正極體外殼和位于正極體外殼內的正極中軸，正極中軸包括第一回轉體、第二回轉體和連接第一回轉體和第二回轉體的中軸桿，所述第二回轉體遠離中軸桿的一端與第一動力油缸連接，所述負極體包括負極載體、位于負極載體內的第二動力油缸和位于負極載體上的鎖緊裝置，通過啟動第一動力油缸推動正極中軸進入負極體內，負極載體上的鎖緊裝置鎖緊正極中軸，當需要分離正極體和負極體時，啟動第二動力油缸，打開鎖緊裝置，推動正極中軸離開負極體內，所述鎖緊裝置包括壓力滑蓋、轉珠和第三動力油缸，所述負極載體上設有若干個錐臺孔，轉珠位于錐臺孔內，負極載體外套有壓力滑蓋，壓力滑蓋通過鋼索與第三動力油缸連接，所述鋼索外套有強力彈簧，強力彈簧兩端分別連接第三動力油缸和壓力滑蓋，壓力滑蓋上設有第一凹槽，壓力滑蓋通過密閉圓環安裝在負極載體上，所述中軸桿上設有球形凹槽。

作為優選，所述第一回轉體和第二回轉體都為鋼結構的空心橢球體，兩個空心橢球體內都設有若干個加強筋。

作為優選，所述中軸桿為外套筒和內套筒構成的雙層套筒體，所述雙層套筒體之間設有若干個徑向連接筋板，中軸桿兩端分別通過錐臺形過渡體與相對應的空心橢球體連接。

作為優選，所述負極載體圓周方向均勻分布八個錐臺孔，每個錐臺孔內設有轉珠，中軸桿圓周方向設有均勻分布的8個球形凹槽。

作為優選，所述壓力滑蓋與密閉圓環之間設有鋼圈。

作為優選，所述第一動力油缸和第二回轉體之間設有第一位移傳感器，第二油缸與第二位移傳感器連接，第一位移傳感器和第二位移傳感器都與控制器連接。

一種基于上述的應用于超大型海洋浮式結構物模塊間的柔性機械式連接器的使用方法，包括以下步驟：

1)將正極體和負極體分別安裝在被連接的兩個海洋浮式結構物模塊的上體橫向對應兩端內，每一端交錯安裝正極體及負極體各兩個；先調整安裝在上體的各種輔助定位裝置完成垂向定位，再開動海洋浮式結構物模塊下體的橫向推進器將兩個海洋浮式結構物模塊的橫向位置調節至一定范圍后，完成兩個海洋浮式結構物模塊對接前的定位；

2)正極體的第一動力油缸進油，其柱塞外移直至抵靠在第二空心橢球體上推動正極中軸外移，隨著正極中軸的外移，第一空心橢球體逐漸遠離第一連接傳感器，當第一連接傳感器檢測到第一空心橢球體達到某個位值后發訊給控制器，控制器發訊給負極體的第三動力油缸，第三動力油缸開始拉動壓力滑蓋，使得轉珠進入壓力滑蓋的第一凹槽內，當轉珠壓入正極中軸上的凹槽中，此時第一空心橢球體距離第二連接傳感器位移達到設定值，第二連接傳感器發訊給控制器，控制器發訊給第一連接傳感器，第一動力油缸停止進油。負極體的第三動力油缸停止進油，強力彈簧開始工作促使壓力滑蓋向前滑移，限制轉珠，卡住正極中軸，完成兩個海洋浮式結構物模塊的對接。