[發(fā)明專利]應(yīng)用于超大型海洋浮式結(jié)構(gòu)物模塊間的連接器及連接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410199638.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103963935A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷家揚(yáng);朱培培
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B63B35/44
• 分類號(hào): B63B35/44
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種海洋浮式結(jié)構(gòu)物，具體涉及一種應(yīng)用于超大型海洋浮式結(jié)構(gòu)物模塊間的連接器及連接方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，國(guó)際海洋工程界掀起了研究超大型海洋浮式結(jié)構(gòu)物的熱潮。所謂超大型浮式結(jié)構(gòu)物，是指那些尺度以公里計(jì)的浮式結(jié)構(gòu)物。超大型浮式結(jié)構(gòu)物可用于海上補(bǔ)給、科考、能源基地以及海上城市等。超大型浮式結(jié)構(gòu)物由于尺寸巨大，用途各異，而且從維護(hù)和使用角度出發(fā)，必然是模塊化的。而模塊的拼裝又需要在海上進(jìn)行，因此，怎樣快速安全的完成海上拼裝過(guò)程就成了超大型浮式結(jié)構(gòu)物研究的一個(gè)重點(diǎn)。在模塊拼裝這一問(wèn)題的研究上，各國(guó)也進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究探索，日本的焊接拼裝已成熟。然而焊接雖然有強(qiáng)度、可靠性和已積累的豐富經(jīng)驗(yàn)等優(yōu)勢(shì)，但海上環(huán)境復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)多變的工作條件和模塊的不定運(yùn)動(dòng)都給焊接帶來(lái)了很大的困難，焊接約束缺少靈活性，長(zhǎng)時(shí)間的工作，模塊間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都可能導(dǎo)致過(guò)大的內(nèi)部約束力、變形和制造精度的下降，在結(jié)構(gòu)物維修或遭遇極端惡劣海況情況下，連接器的斷開(kāi)也無(wú)法快速實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于超大型海洋浮式結(jié)構(gòu)物模塊間的連接器及連接方法，利用電永磁吸盤(pán)控制連接器的連接與斷開(kāi)，克服了傳統(tǒng)焊接連接的諸多缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，一種應(yīng)用于超大型海洋浮式結(jié)構(gòu)物模塊間的連接器，包括正極體和負(fù)極體，所述正極體包括正極載體、第一回轉(zhuǎn)體、電永磁吸盤(pán)和正極橫向阻隔板，所述正極載體內(nèi)部設(shè)有柱形槽，第一回轉(zhuǎn)體位于柱形槽內(nèi)，柱形槽槽口處設(shè)有與第一回轉(zhuǎn)體形狀相適配的第一凹槽，第一回轉(zhuǎn)體通過(guò)與正極橫向阻隔板連接限制第一回轉(zhuǎn)體的移動(dòng)，第一回轉(zhuǎn)體一側(cè)設(shè)有向外延伸的圓柱形通孔，圓柱形通孔末端設(shè)有封板，電永磁吸盤(pán)位于圓柱形通孔內(nèi)緊貼封板，所述負(fù)極體包括負(fù)極載體、第二回轉(zhuǎn)體和負(fù)極橫向阻隔板，所述負(fù)極載體內(nèi)部設(shè)有柱形槽，所述第二回轉(zhuǎn)體位于負(fù)極載體柱形槽內(nèi)，柱形槽槽口處設(shè)有與第二回轉(zhuǎn)體形狀相適配的第二凹槽，第二回轉(zhuǎn)體通過(guò)與負(fù)極橫向阻隔板連接限制第二回轉(zhuǎn)體的移動(dòng)，第二回轉(zhuǎn)體一側(cè)設(shè)有向外延伸的圓柱形凹槽，正極體和負(fù)極體連接時(shí)，圓柱形通孔位于圓柱形凹槽內(nèi)徑內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述第一回轉(zhuǎn)體為空心球體狀，第二回轉(zhuǎn)體為實(shí)心球狀體，正極橫向阻隔板和負(fù)極橫向阻隔板都設(shè)有球形凹槽，第一回轉(zhuǎn)體在正極載體內(nèi)一定范圍內(nèi)可以自由旋轉(zhuǎn)，第二回轉(zhuǎn)體在負(fù)極載體內(nèi)一定范圍內(nèi)可以自由旋轉(zhuǎn)。

作為優(yōu)選，所述第一回轉(zhuǎn)體向外延伸的圓柱形通孔角隅處和第二回轉(zhuǎn)體向外延伸的圓柱形凹槽角隅處都設(shè)有彈性橡膠圈。彈性橡膠圈包括正極彈性橡膠圈和負(fù)極彈性橡膠圈。

作為優(yōu)選，所述彈性橡膠圈為圓環(huán)狀，彈性橡膠圈開(kāi)有三角形坡口，彈性橡膠圈在坡口位置與相應(yīng)載體固定粘連。

作為優(yōu)選，所述圓柱形凹槽底部設(shè)有壓力傳感器。

一種基于上述應(yīng)用于超大型海洋浮式結(jié)構(gòu)物模塊間的連接器的連接方法，包括以下步驟：

(1)將第一回轉(zhuǎn)體裝入正極體柱形槽內(nèi)，安裝正極橫向阻隔板，電永磁吸盤(pán)裝入圓柱形通孔內(nèi)，蓋上封板，將第二回轉(zhuǎn)體裝入負(fù)極載體柱形槽內(nèi)，在第二回轉(zhuǎn)體的圓柱形凹槽底部安裝壓力傳感器，裝入負(fù)極橫向阻隔板，將安裝好的正負(fù)極體分別對(duì)應(yīng)安裝在被連接的兩個(gè)超大型海洋浮式結(jié)構(gòu)物模塊上體的對(duì)接端內(nèi)，調(diào)整各種輔助定位裝置完成垂向和橫向的初步定位；

(2)初步定位完成后，啟動(dòng)推進(jìn)裝置開(kāi)始模塊對(duì)接，各對(duì)第一回轉(zhuǎn)體的凸起圓柱形通孔慢慢對(duì)接到相應(yīng)第二回轉(zhuǎn)體的圓柱形凹槽內(nèi)，當(dāng)?shù)谝换剞D(zhuǎn)體的封板觸碰到負(fù)極體的壓力傳感器時(shí)，壓力傳感器感應(yīng)到壓力，推進(jìn)器立即停止運(yùn)作；

(3)垂向和橫向精確定位后，開(kāi)啟各個(gè)電永磁吸盤(pán)的總控制開(kāi)關(guān)，各對(duì)正負(fù)極體中的第一、第二回轉(zhuǎn)體則緊密連接在一起，從而使得兩片浮式結(jié)構(gòu)物模塊連接起來(lái)；

(4)在超大型浮式結(jié)構(gòu)物需要檢修或者遭遇到極其惡劣的海況情況下，只需關(guān)閉電永磁吸盤(pán)的總開(kāi)關(guān)，就可以快速方便地?cái)嚅_(kāi)結(jié)構(gòu)物模塊的連接。

電控永磁吸盤(pán)是用電脈沖“開(kāi)和關(guān)”磁力的一種新型磁力吸盤(pán)，在用磁力吸持后，吸盤(pán)就會(huì)無(wú)限期地保持磁性吸力，無(wú)需持續(xù)供電。電永磁吸盤(pán)吸力強(qiáng)大，“開(kāi)和關(guān)”所需時(shí)間少于1秒鐘，電脈沖消耗能量極少，吸盤(pán)不會(huì)產(chǎn)生熱變形，是作為連接裝置的理想設(shè)備。