一种用于海上单桩浮运的桩顶封堵器的制作方法

文档序号:18604000发布日期:2019-09-03 23:10
一种用于海上单桩浮运的桩顶封堵器的制作方法

本发明涉及一种封堵器,具体涉及一种用于海上单桩浮运的桩顶封堵器。



背景技术:

海上风电产业已成为我国开发清洁能源一个重要的新领域,海上风电机组开始向大型化发展,其运输的成本与难度越来越高。单桩由于其自身结构特点,可以使用海上浮运的方式进行运输,节约成本,提高效率。但是实现单桩浮运需要对单桩的两端进行封堵,对封堵的密封性和可靠性有很高的要求。

目前,海上单桩浮运封堵的方法如图1所示。在钢管桩1两端装入两个橡胶胶囊2堵头,由于优质的橡胶胶囊2具有良好的膨胀性,通过气门芯3充气使橡胶胶囊2膨胀,当橡胶胶囊2内部气压达到一定值后,橡胶胶囊2充满钢管桩1内断面,利用橡胶胶囊2与钢管桩1内壁产生的摩擦力堵住海水,防止海水渗入。

但是,橡胶胶囊2只适用于小直径的单桩,对于大直径的单桩,首先相应大小的橡胶胶囊2难以制造,再者密封性会降低。

另外,上述结构需要人工操作,故效率和安全性都非常低。



技术实现要素:

本发明为了解决上述问题,从而提供一种用于海上单桩浮运的桩顶封堵器。

为达到上述目的,本发明的技术方案如下:

一种用于海上单桩浮运的桩顶封堵器,所述桩顶封堵器包括封堵器主体,所述封堵器主体套设在钢管桩的桩顶上,所述封堵器主体内设有限位结构和密封结构,所述限位结构可与桩顶上的桩顶法兰的底面接触,对封堵器主体进行轴向限位,所述密封结构可与钢管桩的外壁密封连接。

在本发明的一个优选实施例中,所述封堵器主体形状与钢管桩的桩顶对应配合,所述封堵器主体为圆柱形,所述封堵器主体内部中空,且底部开口,钢管桩的桩顶可穿过封堵器主体底部的开口安插进封堵器主体内。

在本发明的一个优选实施例中,所述限位结构包括若干个径向液压缸,这些径向液压缸呈圆周分布在封堵器主体顶部的内壁上,这些径向液压缸位于桩顶法兰的底面下方,每个径向液压缸的伸缩端上设有一卡板,所述卡板可与桩顶法兰的底面接触。

在本发明的一个优选实施例中,径向液压缸位于桩顶法兰的底面下方,且与底面成5°斜角。

在本发明的一个优选实施例中,所述卡板由尼龙材料制成。

在本发明的一个优选实施例中,所述限位结构包括10个并联设置的径向液压缸,这10个径向液压缸通过外部控制系统控制实现同步动作。

在本发明的一个优选实施例中,所述密封结构包括若干个压缩液压缸、压环和橡胶圈,这些压缩液压缸呈圆周分布在封堵器主体的内侧壁上,所述橡胶圈设置在封堵器主体的底部开口处,且可与钢管桩的外壁接触,所述压环设置在橡胶圈上,且与各个压缩液压缸接触。

在本发明的一个优选实施例中,所述密封结构包括18个并联设置的压缩液压缸,这18个压缩液压缸通过外部控制系统控制实现同步动作。

在本发明的一个优选实施例中,所述封堵器主体顶部焊接有若干个呈圆周分布的加强筋。

在本发明的一个优选实施例中,封堵器主体的侧面上设有若干个吊耳。

本发明的有益效果是:

本发明安装和拆卸都非常方便,密封性高,可适合各种尺寸的钢管桩,且不需要人工操作,效率和安全性都得到很大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的封堵器的结构示意图;

图2为本发明的俯视图;

图3为本发明的侧视图;

图4为本发明的剖视图;

图5为本发明的安装示意图;

图6为本发明的仰视图;

图7为控制系统与各个径向液压缸及各个压缩液压缸的控制原理图。

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,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。

参见图2至图6,本发明提供的用于海上单桩浮运的桩顶封堵器,其包括封堵器主体100,在封堵器主体100内设有限位结构200和密封结构300。

封堵器主体100,其可套设在钢管桩400的桩顶上,对钢管桩400进行外部密封。

封堵器主体100的形状与钢管桩400的桩顶对应配合,具体为圆柱形,内部中空,且底部开口,钢管桩400的桩顶可穿过封堵器主体100底部的开口安插进封堵器主体100内。

限位结构200,其设置在封堵器主体100内,其是用于对封堵器主体100进行限位,便于封堵器主体100密封和提高密封性。

限位结构200包括若干个径向液压缸210,这些径向液压缸210呈圆周分布在封堵器主体100顶部的内壁上,且位于桩顶法兰410的底面下方,每个径向液压缸210的伸缩端上设有一卡板220,径向液压缸210工作时,可驱动卡板220位移,使得卡板220与桩顶法兰410的底面接触。

这样,当封堵器主体100套设在钢管桩400的桩顶上后,只需控制各个径向液压缸210工作,将卡板220伸出与桩顶法兰410的底面接触,就可实现封堵器主体100的限位,防止封堵器主体100轴向移动,从而影响密封。

径向液压缸210与桩顶法兰410底面之间的夹角具体为5°,这样限位性能最好。

另外,卡板220具体由尼龙材料制成,这样卡板220与桩顶法兰410的底面接触时,不会损坏桩顶法兰410。

再者,限位结构200具体包括10个并联设置的径向液压缸210,这10个径向液压缸210可通过外部控制系统控制实现同步动作,这样便于控制和不需人工操作。

密封结构300,其设置在封堵器主体100内,其可与限位结构200相配合,当限位结构200对封堵器主体100进行限位后,其可对钢管桩400进行密封。

密封结构300包括若干个压缩液压缸310、压环320和橡胶圈330。

这些压缩液压缸310呈圆周分布在封堵器主体100的内侧壁上,用于挤压橡胶圈330。

橡胶圈330为环状,设置在封堵器主体100的开口处,当封堵器主体100套设在钢管桩400上时,橡胶圈330可与钢管桩400的外壁接触,而当橡胶圈330被挤压时,即可紧紧包裹住钢管桩400的外壁,从而保证钢管桩400的密封。

压环320设置在橡胶圈330上,并与各个压缩液压缸310接触,其是用于压缩液压缸310挤压时,保证橡胶圈330受力均匀,从而提高密封性。

密封结构300具体包括18个并联设置的压缩液压缸310,这18个压缩液压缸310也通过外部控制系统控制实现同步动作,这样既能便于控制和不需人工操作,又能保证压环320各个部位受力均匀,从而保证橡胶圈330受力均匀,进一步提高密封性。

另外,在封堵器主体100顶部焊接有若干个呈圆周分布的加强筋110,这样加强筋110提高封堵器主体100的强度,防止封堵器主体100易受损或变形,从而影响密封性。

再者,在封堵器主体100的侧面上设有若干个吊耳120,封堵器主体100在安装和拆卸时,只需通过吊运设备与这些吊耳120,将封堵器主体100整体进行吊运,从而便于安装和拆卸。

为了实现本申请的自动控制,本申请可包括一控制系统,控制系统可分别连接各个径向液压缸210、各个压缩液压缸310和吊运设备,通过控制系统来控制各个径向液压缸210、各个压缩液压缸310和吊运设备工作,从而实现来自动控制。

参见图7,控制系统具体包括一动力柜500,动力柜500上设有控制板510,各个压缩液压缸310以及各个径向液压缸210的油泵分别放置在动力柜中,通过液压泵驱动各个压缩液压缸310以及各个径向液压缸210,控制板510连接各条油路,在每条油路上都装有一个压力表520用于观察油管内油压,以及一个蓄能器530蓄积压力能以保证整个系统压力正常。

当桩顶封堵器套入桩顶后,首先开启驱动液压缸210的油泵,使径向液压缸210活塞杆伸出,推动卡板220伸出,顶住桩顶法兰410的底面,对封堵器主体100进行限位;然后开启驱动液压缸310的油泵,控制各个压缩液压缸310同时工作,对橡胶圈330进行挤压,使得橡胶圈330紧贴钢管桩400的外壁,实现密封。

另外在各液压油缸进油、回油管路处均装有平衡阀540,完成封堵动作后,利用平衡阀540可以实现液压油缸的保压,然后便可切断封堵器与外部泵站的连接,同时使封堵器保持封堵状态。

下面是本申请的具体工作过程:

当钢管桩400需要封堵时,通过控制系统控制吊运设备工作,将封堵器主体100套设在钢管桩400的桩顶上;

然后通过控制系统控制各个径向液压缸210同时工作,将每个径向液压缸210上的卡板220伸出,顶住桩顶法兰410的底面,对封堵器主体100进行限位;

然后通过控制系统再控制各个压缩液压缸310同时工作,对橡胶圈330进行挤压,使得橡胶圈330紧贴钢管桩400的外壁,实现密封。

而当钢管桩400不需要封堵时,只需先通过控制系统将各个径向液压缸210和各个压缩液压缸310停止工作,然后再控制吊运设备将封堵器主体100从钢管桩400上移出即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理和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说明本发明的原理,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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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