CN104372780A - 自升式平台连续升降机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自升式平台连续升降机构，包括至少一组一级升降单元、至少一组二级升降单元，在桩腿表面设置有升降轨道，所述升降轨道上间隔设置有插销孔，所述一级升降单元、二级升降单元分别设置在相应的升降轨道上并可沿其做上下运动。本发明解决了常规单动作液压插销式升降机构升降速度慢的问题，其升降速度较常规单动作液压插销式升降机构提高了约一倍。海上环境复杂多变，快速的升降平台可提高作业的效率和安全。本发明结构简单，制造方便，相比齿轮齿条式升降机构大幅度的降低了制造成本和难度。本发明的支撑力可达到举升力的两倍，尤其适用于重载的作业平台。

Description

自升式平台连续升降机构

技术领域

本发明涉及自升式平台升降机构，适用于自升式海上风电作业平台及其他海洋工程领域的自升式平台，通过液压或电动动力，将平台的桩腿下放至海床，并可将平台主体举升出水面。在作业完成后，可将平台放回水面并收起桩腿。 

背景技术

海上风电作业平台及其他海洋工程领域的自升式平台都需要采用升降机构带动平台的桩腿上下运动。

目前市面上使用较多的形式为齿轮齿条式的升降机构，其在桩腿上安装多组齿条，然后通过平台上的齿轮机构驱动齿条带动桩腿上下运动。齿轮齿条式升降机构，对于齿条和齿轮机构的材质、精度要求高，制造成本高。

市面上另一种升降机构的形式为单动作液压插销式。单动作液压插销式升降机构，由于每次油缸行程运行完后，都需要将油缸空载收回，完成一次“倒手”，故而其升降速度较慢。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种自升式平台连续升降机构，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

自升式平台连续升降机构，其特征在于，包括至少一组一级升降单元、至少一组二级升降单元，在桩腿表面设置有升降轨道，所述升降轨道上间隔设置有插销孔，所述一级升降单元、二级升降单元分别设置在相应的升降轨道上并可沿其做上下运动；

每组一级升降单元包括一级液压油缸和一级插销座，一级液压油缸的缸体端固定连接在平台上，一级液压油缸的活塞杆端与一级插销座固定连接，带动一级插销座沿升降轨道上下运动，一级插销座安装在所述升降轨道上，并可沿升降轨道上下运动；一级插销座上设置有与插销孔相对应的插销；

每组二级升降单元包括二级液压油缸和二级插销座，二级液压油缸的缸体端固定连接在平台上，二级液压油缸的活塞杆端与二级插销座固定连接，带动二级插销座沿升降轨道上下运动，二级插销座安装在所述升降轨道上，并可沿升降轨道上下运动；二级插销座上设置有与插销孔相对应的插销。

在本发明的一个优选实施例中，每组一级升降单元包括两个一级液压油缸和一个一级插销座，两个一级液压油缸的活塞杆端分别与一级插销座的两端连接；每组二级升降单元包括两个二级液压油缸和一个二级插销座，两个二级液压油缸的活塞杆端分别与二级插销座的两端连接。

在本发明的一个优选实施例中，一级升降单元共有两组，二级升降单元共有两组，四组升降单元均布在桩腿的外表面，且两组一级升降单元相对，两组二级升降单元相对。

在本发明的一个优选实施例中，所述升降轨道为由两片侧面筋板和一片面板连接成的“π”型结构，所述插销孔按节距设置在面板上。

本发明技术方案带来的有益效果：

本发明解决了常规单动作液压插销式升降机构升降速度慢的问题，其升降速度较常规单动作液压插销式升降机构提高了约一倍。海上环境复杂多变，快速的升降平台可提高作业的效率和安全。

本发明结构简单，制造方便，相比齿轮齿条式升降机构大幅度的降低了制造成本和难度。

本发明的支撑力可达到举升力的两倍，尤其适用于重载的作业平台。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本发明一个实施例的示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为桩腿的横剖面示意图。

其中，1、桩腿；2、二级插销座；3、二级液压油缸；4、平台；5、一级插销座；6、一级液压油缸；7、升降轨道；71、面板；72、侧面筋板；73、插销孔。

 具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。

参见图1-3，桩腿1为钢制圆柱形桩腿（也可以采用方形桩腿），内部设有加强筋板。在桩腿1的表面设置有四组升降轨道7，四组升降轨道7圆周均布在桩腿1的表面。升降轨道7为由两片侧面筋板72和一片面板71连接成的“π”型结构，插销孔73按节距设置在面板71上。升降轨道既可以作为插销座的导向，也可以作为桩腿的加强。

两组一级升降单元、两组二级升降单元分别设置在相应的升降轨道上并可沿其做上下运动。

每组一级升降单元包括两个一级液压油缸6和一个一级插销座5，两个一级液压油缸6的缸体端固定连接在平台4的甲板上，两个一级液压油缸6的活塞杆端分别与一级插销座5的两端连接，带动一级插销座5沿升降轨道7上下运动。一级插销座安装在升降轨道上，并可沿升降轨道上下运动；插销座为钢制焊接结构，插销座上的插销可与桩腿上的插销孔73耦合。两组一级升降单元以桩腿为中心，对称布置。

每组二级升降单元包括两个二级液压油缸3和一个二级插销座2，两个二级液压油缸3的缸体端固定连接在平台4上，两个二级液压油缸3的活塞杆端与二级插销座2的两端连接，带动二级插销座沿升降轨道上下运动，二级插销座安装在所述升降轨道上，并可沿升降轨道上下运动；二级插销座上设置有与插销孔相对应的插销。两组二级升降单元以桩腿为中心，对称布置。

本发明在各工况下的动作原理：

A、轻载放桩工况

该工况即为将桩腿快速的下放至海床。此工况下，两组一级升降单元上的插销与桩腿脱开，不参与动作。一组二级升降单元上的插销***桩腿插销孔，通过油缸收缩带动桩腿下放，同时另一组二级升降单元上的插销与桩腿脱开，并由油缸驱动沿桩腿上的轨道空载向上运动，当向下运动的那组二级升降单元油缸行程结束时，向上运动那组二级升降单元油缸行程已完全升出，此时***向上运动那组二级升降单元的插销，同时脱开另一组二级升降单元的插销。插销动作完成后，升降油缸行程完全伸出二级升降单元带动桩腿向下运动，另一组空载向上运动，如此反复执行，以达到连续快速放桩的目的。

B、压桩升平台工况

该工况为升降机构向下压桩将平台抬出水面。此工况下，两组一级升降单元的插销***桩腿，其升降油缸略微伸出，起到液压补偿作用。两组二级升降单元上的插销均脱开，并向上空载运动，当其升降油缸行程完全伸出时，插销***桩腿，然后脱开两组一级升降单元的插销，两组二级升降单元共同下压桩腿直至油缸行程完全收回。当二级升降单元行程完全收回后，***一级升降单元插销，脱开二级升降单元插销，然后二级升降单元继续空载向上运动，如此反复执行，已达到重载压桩的目的。

C、下降平台工况

下降平台工况即升降机构将平台下降至水面。此工况下，两组一级升降单元的插销***桩腿，其升降油缸略微伸出，起到液压补偿作用。两组二级升降单元上的插销均脱开，并向下空载运动，当其升降油缸行程完全收回时，插销***桩腿，然后脱开两组一级升降单元的插销，两组二级升降单元共同向上运动，下放平台，直至油缸行程完全伸出。当二级升降单元行程完全伸出后，***一级升降单元插销，脱开二级升降单元插销，然后二级升降单元继续空载向下运动，如此反复执行，已达到下降平台的目的。下将平台工况动作顺序与压桩升平台工况相反。

D、收回桩腿工况

该工况即为当平台下降入水后，将桩腿快速的收回平台内。此工况下，两组一级升降单元上的插销与桩腿脱开，不参与动作。一组二级升降单元上的插销***桩腿插销孔，通过油缸收缩带动桩腿向上收回，同时另一组二级升降单元上的插销与桩腿脱开，并由油缸驱动沿桩腿上的轨道空载向下运动，当向上运动的那组二级升降单元油缸行程结束时，向下运动那组二级升降单元油缸行程已完全收回，此时***向下运动那组二级升降单元的插销，同时脱开另一组二级升降单元的插销。插销动作完成后，升降油缸行程完全收回二级升降单元带动桩腿向上运动，另一组空载向下运动，如此反复执行，以达到连续快速放桩的目的。收回桩腿工况动作顺序与轻载放桩工况相反。

E、作业工况

当平台升出水面开始作业时，因作业或风暴天气会对平台造成巨大的额外载荷，此工况需要升降机构能够提供足够的支撑力，将平台牢固的支撑在桩腿上，该支撑力一般远大于平台的举升力。此工况下，两组一级升降单元及两组二级升降单元的插销均***桩腿上的插销孔内，四组升降单元共同参与支撑平台，可提供两倍于举升力的支撑力。

需要指出的是，桩腿上升降轨道的数量不仅限于4组，桩腿上设2组、3组、6组升降轨道均为专利的保护范围。使用4组独立的升降单元实现快速的收放桩腿、压桩升平台、下放平台及支撑平台作业及相似功能的工况。采用2组、3组、6组此升降单元的形式均为专利的保护范围。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1. 自升式平台连续升降机构，其特征在于，包括至少一组一级升降单元、至少一组二级升降单元，在桩腿表面设置有升降轨道，所述升降轨道上间隔设置有插销孔，所述一级升降单元、二级升降单元分别设置在相应的升降轨道上并可沿其做上下运动；

每组所述一级升降单元包括一级液压油缸和一级插销座，一级液压油缸的缸体端固定连接在平台上，一级液压油缸的活塞杆端与一级插销座固定连接，带动一级插销座沿升降轨道上下运动，一级插销座安装在所述升降轨道上，并可沿升降轨道上下运动；一级插销座上设置有与插销孔相对应的插销；

每组所述二级升降单元包括二级液压油缸和二级插销座，二级液压油缸的缸体端固定连接在平台上，二级液压油缸的活塞杆端与二级插销座固定连接，带动二级插销座沿升降轨道上下运动，二级插销座安装在所述升降轨道上，并可沿升降轨道上下运动；二级插销座上设置有与插销孔相对应的插销。

2. 根据权利要求1所述的自升式平台连续升降机构，其特征在于，每组一级升降单元包括两个一级液压油缸和一个一级插销座，两个一级液压油缸的活塞杆端分别与一级插销座的两端连接；每组二级升降单元包括两个二级液压油缸和一个二级插销座，两个二级液压油缸的活塞杆端分别与二级插销座的两端连接。

3. 根据权利要求1所述的自升式平台连续升降机构，其特征在于，一级升降单元共有两组，二级升降单元共有两组，四组升降单元均布在桩腿的外表面，且两组一级升降单元相对，两组二级升降单元相对。

4. 根据权利要求1所述的自升式平台连续升降机构，其特征在于，所述升降轨道为由两片侧面筋板和一片面板连接成的“π”型结构，所述插销孔按节距设置在面板上。