技术领域
[0001] 本实用新型涉及移动式海洋工程平台领域，具体涉及一种用于桩腿沉入式平台的锁紧装置。
背景技术
[0002] 人工岛的构筑中需要应用具有
支撑桩腿的升降式平台，升降式平台是一种用于海上
能源开采和勘察的移动式海洋工程平台，此平台可通过驳船牵引到达预定地点工作。升降式平台的主要组成部分是工作平台、支撑平台的桩腿、控制工作平台升降的动
力装置和工作平台
定位后的锁紧装置。当调整工作平台和桩腿的相对
位置后，需启动锁紧装置将平台锁住，由锁紧装置实现平台的支撑和锁紧。
[0003] 现有的锁紧装置包括锁紧
块、用于推动或带动锁紧块与桩腿上的升降
齿条啮合或分离的动力元件、用于推动锁紧块上下移动的升降器。当调整工作平台和桩腿的相对位置后，启动动力元件，从而推动锁紧块与升降齿条啮合，当锁紧块的齿顶与升降齿条的齿顶相对时，启动升降器，推动锁紧齿块上下移动，使得锁紧块的齿顶与升降齿条的
齿槽相对，从而使得锁紧块与升降齿条顺利的啮合。
[0004] 然而，在实际使用过程中，发现需要经过反复的调整升降器的行程，才能够达到锁紧块的齿顶与升降齿条的齿槽相对，并且，在调整工作平台和桩腿的相对位置的过程中，锁紧块会向升降齿条倾斜，容易发生安全事故。实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于：针对
现有技术存在的问题，提供一种用于桩腿沉入式平台的锁紧装置。本实用新型采用的技术方案为：
[0006] 一种用于桩腿沉入式平台的锁紧装置，包括桩箱，所述桩箱上设有支撑桩腿，所述桩箱上还设有可带动所述支撑桩腿升降的升降系统，所述支撑桩腿与桩箱连接处还设有锁紧装置，通过所述锁紧装置将所述支撑桩腿与所述桩箱锁紧。
[0007] 作为本实用新型的优选实施方案，还包括压载仓，通过往所述压载仓中注入
压载水控制所述支撑桩腿插入深度。
[0008] 作为本实用新型的优选实施方案，所述锁紧装置包括锁紧块和升降齿条，所述升降齿条设置在所述支撑桩腿上；所述锁紧装置还包括用以驱动所述锁紧块与升降齿条啮合或分离的驱动装置，以及对所述锁紧块进行夹紧定位的夹紧装置。
[0009] 作为本实用新型的优选实施方案，所述驱动装置包括第一
驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器与所述第二驱动器相互平行设置。
[0010] 作为本实用新型的优选实施方案，所述夹紧装置包括第一夹紧块和第二夹紧块，所述第一夹紧块设置在所述锁紧块一端的同时所述第二夹紧块设置在所述锁紧块的另一端用于对所述锁紧块夹紧。第一夹紧块和第二夹紧块可在推动器的作用下沿竖直方向上的滑道移动进而对锁紧块进行夹紧定位，所述滑道设置在桩箱上，第一夹紧块和第二夹紧块对锁紧块进行夹紧的一面都设置为面朝升降齿条倾斜的斜面。
[0011] 作为本实用新型的优选实施方案，所述锁紧装置还包括连接于所述桩箱和所述锁紧块之间的液缸；
[0012] 所述液缸包括缸体、第一
活塞杆、第二
活塞杆和隔板；所述隔板设置于所述缸体内，将所述缸体分成第一腔室和第二腔室，所述隔板上开设有所述第一活塞杆穿过的通孔；所述第一活塞杆设置于所述第一腔室内，所述
第二活塞杆设置于所述第二腔室内。
[0013] 作为本实用新型的优选实施方案，所述锁紧装置还包括连对所述液缸进行控制的液压控制系统；
[0014] 所述液压控制系统包括容器、第一换向
阀、第二换向阀、第一减压溢流阀和第二减压溢流阀；所述第一换向阀的P口和T口连接所述容器，A口连接所述第一减压溢流阀，B口连接所述第一腔室的有杆腔；所述第一换向阀的P口与A口连接时，所述T口与B口连接；所述第一换向阀的P口与B口连接时，所述T口与A口连接；所述第二换向阀的T口连接所述容器，P口与所述第二减压溢流阀连接，A口连接所述第二腔室的无杆腔；所述第二换向阀的T口与A口连接时，所述P口断开；所述第二换向阀的P口与A口连接时，所述T口断开；所述第一减压溢流阀连接所述第一换向阀和所述第一腔室的无杆腔；所述第二减压溢流阀连接所述容器和所述第二换向阀。
[0015] 作为本实用新型的优选实施方案，所述液缸的缸体连接所述桩箱的同时所述液缸的第二活塞杆连接所述锁紧块；当所述液缸连接在所述桩箱和所述锁紧块之上后，在调整桩箱的高度时，所述液缸的轴线与平行于所述支撑桩腿的竖直线所形成的夹
角大于等于0度且小于等于90度。当然也可以采用所述液缸的缸体连接所述锁紧块而所述液缸的第二活塞杆连接所述桩箱的方式。
[0016] 作为本实用新型的优选实施方案，所述液缸的轴线与平行于所述支撑桩腿的竖直线所形成的夹角大于等于1度小于等于20度。
[0017] 作为本实用新型的优选实施方案，所述第一换向阀和第二换向阀均为
电磁阀；当所述第一换向阀断电时，所述第一换向阀的P口与A口连接时，T口与B口连接；当所述第一换向阀通电时，所述第一换向阀的P口与B口连接时，所述T口与A口连接；当所述第二换向阀断电时，所述第二换向阀的T口与A口连接时，P口断开；当所述第二换向阀通电时，所述第二换向阀的P口与A口连接时，T口断开。
[0018] 作为本实用新型的优选实施方案，所述液压控制系统还包括设置于所述第一换向阀的A口和所述第一减压溢流阀之间的
单向阀，所述单向阀用于限定液体从所述第一换向阀到所述第一减压溢流阀单向流动。
[0019] 作为本实用新型的优选实施方案，所述液压控制系统还包括设置于所述第二换向阀的A口和所述第二腔室的无杆腔之间的单向
节流阀，所述单向节流阀包括并联的单向阀和节流阀，所述单向阀用于限定液体从所述第二换向阀的A口到所述第二腔室的无杆腔单向流动，所述节流阀用于调节液体从所述第二腔室的无杆腔向所述第二换向阀流动的流量。
[0020] 作为本实用新型的优选实施方案，还包括一个对所述锁紧块进行锁定的锁定机构，所述锁定机构包括支承座、锁定驱动器、插销和
连杆；所述锁紧块上开设有定位孔，所述锁定驱动器设置于所述支承座上，所述连杆两端分别铰接于所述锁定驱动器和所述插销上；所述锁定驱动器启动时，带动所述连杆绕所述支承座转动，从而带动所述插销插入和退出所述锁紧块上的定位孔。
[0021] 作为本实用新型的优选实施方案，所述锁定驱动器为液缸。
[0022] 作为本实用新型的优选实施方案，所述锁定驱动器的伸缩方向与所述插销的移动方向垂直。
[0023] 作为本实用新型的优选实施方案，所述锁定驱动器的一端开设有第一腰形孔，所述插销的一端开设有第二腰形孔，所述连杆的两端分别铰接于所述第一腰形孔和第二腰形孔内。
[0024] 作为本实用新型的优选实施方案，所述支承座上设置有导向座，所述插销活动地设置于所述导向座上。
[0025] 作为本实用新型的优选实施方案，所述导向座上开设有导向槽，所述插销活动地设置于所述导向槽内。
[0026] 作为本实用新型的优选实施方案，所述连杆为L型。
[0027] 作为本实用新型的优选实施方案，所述锁定机构还包括一个固定所述锁紧块的固定件，所述固定件上开设有孔作为所述锁紧块的定位孔。
[0028] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
[0029] 第一，灵活性较高。当平台需要移位时，收起支撑桩腿，平台降至水面，平台就像驳船一样依靠
浮力浮在海面上，并可由拖轮移到新的作业区域；
[0030] 第二，具有自升式的特点，并可根据水深加长支撑桩腿的长度；
[0031] 第三，实现了锁紧块上下位移的精确调整，便于桩箱与支撑桩腿的精确调整，节约了调整的时间；
[0032] 第四，增加了对锁紧块进行锁定的锁定装置，提高了整个设备的安全性。
附图说明
[0033] 图1是本装置浮在海平面的示意图。
[0034] 图2是本装置的支撑桩腿插入海底的示意图。
[0035] 图3是锁紧装置的示意图
[0036] 图4是图3中锁紧装置的液缸固定状态的示意图
[0037] 图5是图3中液缸的剖面示意图。
[0038] 图6是图3中液缸的液压控制系统示意图
[0039] 图7是锁定装置的示意图。
[0040] 图8是图7中锁定装置锁定状态的示意图。
[0041] 图中标记：1-水平面，2-水底，3-升降系统，10-支撑桩腿，11-升降齿条，20-桩箱，30-锁紧块，400-驱动装置，401-第一驱动器，402-第二驱动器，50-液缸，51-缸体，53-第一活塞杆，55-第二活塞杆，57-隔板，511-第一腔室，513-第二腔室，571-通孔，
60-液压控制系统，61-容器，63-第一电磁换向阀，64-单向阀，65-第一减压溢流阀，66-第二减压溢流阀，67-第二电磁换向阀，68-单向节流阀，681-单向阀，683-节流阀，70-锁定装置,713-固定件，73-支承座，75-锁定驱动器，77-插销，79-连杆,715-定位孔，732-导向座，731-导向槽，751-缸体，753-活塞杆，755-第一腰形孔，771-第二腰形孔，800-夹紧装置，801-第一夹紧块，802-第二夹紧块。
具体实施方式
[0042] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及
实施例，对本实用新型做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0043] 实施例1
[0044] 如图1所示人工岛平台浮在海平面的示意图，完成人工岛平台的建造后，将其通过拖轮拖到
指定海岛区域。此时人工岛平台的桩箱20浮于水平面1上，支撑桩腿10也未插入水中。
[0045] 如图2所示人工岛平台的支撑桩腿插入海底的示意图，通过升降系统3将支承桩腿10降至水底2的泥面后，再分别往各个支承桩腿10周围的压载舱里面注入压载水，在压载水的作用下支承桩腿10插入水底2，于是人工岛平台可以在各个支承桩腿10的支撑下升至水平面1以上。
[0046] 当人工岛平台需要移位时，支承桩腿10通过升降系统3升起，桩箱20降至水面，平台就像驳船一样依靠浮力浮在海面上，并可由拖轮移到新的作业区域，增加了人工岛平台使用的灵活性。而且随着水域深度的增加，可以加长支承桩腿2的长度及相应结构。
[0047] 如图3所示，为锁紧装置的示意图。锁紧装置包括支撑桩腿10、桩箱20、锁紧块30、驱动装置400、夹紧装置800和液缸50。所述驱动装置400包括第一驱动器401、第二驱动器402；夹紧装置800包括第一压紧块801、第二夹紧块802。
[0048] 支撑桩腿10用于支撑桩箱20，支撑桩腿10上设置有升降齿条11。
[0049] 锁紧块30用于与升降齿条11啮合，通过调整锁紧块30与升降齿条11啮合的位置，从而调整桩箱20和支撑桩腿10的相对位置。
[0050] 第一驱动器401一端连接锁紧块30，另一端连接桩箱20。第一驱动器401用于驱动锁紧块30与升降齿条11啮合，或者带动锁紧块30与升降齿条11分离。在本实施方式中，该第一驱动器401为复位液缸，第二驱动器402也是复位油缸，并且与第一驱动器401平行设置。第一夹紧块801和第二夹紧块802分别设置在锁紧块30的上下两端，第一夹紧块801和第二夹紧块802可在推动器的作用下沿竖直方向上的滑道移动进而对锁紧块30进行夹紧定位，所述滑道设置在桩箱20上，第一夹紧块801和第二夹紧块802对锁紧块30进行夹紧的一面都设置为面朝升降齿条11倾斜的斜面。
[0051] 如图4所示，液缸50一端铰接于桩箱20上，另一端铰接于锁紧块30上，且位于锁紧块30的
重心处，液缸50用于支撑锁紧块30。设定液缸50与桩箱20的铰接点为A，液缸50与锁紧块30的铰接点为B。在初始位置时，即在调整桩箱20的高度时，如图1所示，线段AB与支撑桩腿10之间的夹角为a，夹角a大于等于0度，小于90度，夹角a的优选范围为大于1度小于等于20度。在本实施方式中，a等于5度。
[0052] 请同时参阅图5，液缸50为二级液缸。液缸50包括缸体51、第一活塞杆53和第二活塞杆55。缸体51铰接于桩箱20上，并由隔板57分割成第一腔室511和第二腔室513。隔板57上开设有第一活塞杆53穿过的通孔571。第一活塞杆53活动地设置于第一腔室
511内，第二活塞杆55活动地设置于第二腔室513内，且其末端铰接于锁紧块30。当然也可以采用所述液缸的缸体连接所述锁紧块而所述液缸的第二活塞杆连接所述桩箱的方式。
[0053] 请同时参阅图6，锁紧装置还包括控制液缸50的液压控制系统60。液压控制系统60包括容器61、第一电磁换向阀63、单向阀64、第一减压溢流阀65、第二减压溢流阀66、第二电磁换向阀67和单向节流阀68。
[0054] 容器61用于盛装液体，并与第一电磁换向阀63、第二减压溢流阀66和第二腔室513的有杆腔连接。
[0055] 第一电磁换向阀63为二位四通电磁换向阀。第一电磁换向阀63的P口和T口与容器61连接，P口为高压液体进入第一电磁换向阀63的进液口，T口为液体流回容器61的出液口。第一电磁换向阀63的B口与第一腔室511的有杆腔连接，第一电磁换向阀63的A口与单向阀64的进液口连接。当第一电磁换向阀63未通电时，P口与A口连通，T口与B口连通；当第一电磁换向阀63通电时，P口与B口连通，T口与A口连通。
[0056] 单向阀64连接于第一电磁换向阀63的和第一减压溢流阀65之间，用于限定液体单向流动，即，限定液体仅可从第一电磁换向阀63向第一减压溢流阀65的方向流动。
[0057] 第一减压溢流阀65的P口与单向阀67的出液口连接，第一减压溢流阀65的T口与容器61连接，第一减压溢流阀65的A口与第一腔室511的无杆腔连接。当第一腔室511的无杆腔的压力超过第一减压溢流阀65预设工作压力时，液体可从第一减压溢流阀65的T口流回容器61。
[0058] 第二减压溢流阀66的P口和T口均与容器61连接，P口为高压液体进入第二减压溢流阀66的进液口，T口为液体流回容器61的出液口。第二减压溢流阀66的A口与第一电磁换向阀67连接。当第二减压溢流阀66受到的压力大于一预设工作压力时，液体可从第二减压溢流阀66的T口流回容器61。
[0059] 第二电磁换向阀67为二位三通电磁换向阀。第二电磁换向阀67的P口与第二减压溢流阀66的A口连接，T口连接至容器61。第二电磁换向阀67的A口与单向节流阀68连接。当第二电磁换向阀67未通电时，T口与A口连通，P口断开；当第二电磁换向阀67通电时，P口与A口连通，T口断开。
[0060] 单向节流阀68的一端连接第二电磁换向阀67的A口，另一端与第二腔室513的无杆腔连接。单向节流阀68包括并联的单向阀681和节流阀683。单向阀681用于限定液体的流动方向，即限定液体仅可从第二电磁换向阀67向第二腔室513的无杆腔方向流动。节流阀683用于调节液体从第二腔室513的无杆腔向第二电磁换向阀67流动的流量。
[0061] 使用前，首先，需要向液缸50的第一腔室511的无杆腔内注入液体，高压液体从容器61进入第一电磁换向阀63，再通过单向阀64和第一减压溢流阀65后，进入第一腔室511的无杆腔；然后，分别设置第一减压溢流阀65和第二减压溢流阀66的工作压力，以液缸50能够支撑起锁紧块30的重量为宜。
[0062] 当调整桩箱20和支撑桩腿10的相对位置完毕后，则需要将桩箱20锁紧于支撑桩腿10上，启动第一驱动器401，推动锁紧块30与升降齿条11啮合，会有以下三种情况。
[0063] 第一：当锁紧块30的齿顶与升降齿条11的齿槽完全对正时，锁紧块30与升降齿条11直接啮合。
[0064] 第二：当锁紧块30的齿顶与升降齿条11的齿槽相对，但未完全对正时时，在第一驱动器401的推力作用下，锁紧块30在向升降齿条11方向啮合的同时，还会沿着升降齿条11向下或向上移动，从而带动液缸50的第二活塞杆55伸出或第一活塞杆53和第二活塞杆
55同步缩回；当第二活塞杆55伸出时，第二腔室513的无杆腔从容器61经由第二电磁换向阀67和单向节流阀68补充液体；当第一活塞杆53和第二活塞杆55缩回时，第一腔室511的有杆腔从容器61经由第一电磁换向阀63补充液体，第二腔室513的有杆腔直接从容器
61补充液体，第一腔室511的无杆腔内的液体通过第一减压溢流阀65的T口流回容器61，第二腔室513的无杆腔内的液体通过单向节流阀68和第二电磁换向阀67流回容器61，从而使得锁紧块30的齿顶顺利滑入升降齿条11的齿槽内，实现锁紧。
[0065] 第三：当锁紧块30的齿顶与升降齿条11的齿顶相对时，首先，使第二电磁换向阀67通电，第二电磁换向阀67的P口与A口连通，容器61内的液体经由第二减压溢流阀66、第二电磁换向阀67和单向节流阀68的单向阀681后进入第二腔室513的无杆腔，使得第二活塞杆55推动锁紧块30向上移动至行程末端，同时，第二腔室513的有杆腔的液体流回容器61；然后，在第一驱动器401的推力作用下，锁紧块30与升降齿条11啮合，此时，锁紧块30仅能够向下移动，从而带动第二活塞杆55缩回，第二腔室513的无杆腔的液体经由单向节流阀68的节流阀683、第二电磁换向阀67和第二减压溢流阀66后流回容器61，第二腔室513的有杆腔直接从容器61补充液体，从而使得锁紧块30的齿顶顺利滑入升降齿条
11的齿槽内，实现锁紧。
[0066] 当需要调节复位时，使得第一电磁换向阀63通电，第一电磁换向阀63的P口与B口连通，T口与A口连通，容器61内的液体经由第一电磁换向阀进入第一腔室511的有杆腔，第一活塞杆53缩回，第一腔室511的无杆腔的液体经由第一减压溢流阀65流回容器61，第二活塞杆55在重力的作用下缩回，第二腔室513的有杆腔直接从容器61补充液体，第二腔室513的无杆腔的液体经由单向节流阀68的节流阀683和第二电磁换向阀67后流回容器61。
[0067] 上述锁紧装置通过调整液缸50的第二腔室513的无杆腔和有杆腔的油压，实现调整锁紧块30上下位移的精确调整，从而避免反复调整。
[0068] 如图7所示，为一较佳实施例锁定装置70的示意图。锁定装置70包括锁紧块30、固定件713、支承座73、锁定驱动器75、插销77和连杆79。
[0069] 固定件713与锁紧块30固定在一起。固定件713上开设有一定位孔715。在本实施方式中，固定件713为一单独的元件，在其他实施方式中，固定件713可与锁紧块30一体，也就是说，定位孔715可以直接开设于锁紧块30上。
[0070] 支承座73用于承载锁定驱动器75、插销77和连杆79。支承座73设置有导向座732，导向座732上开设有导向槽731。
[0071] 锁定驱动器75的缸体751固定于支承座73上，锁定驱动器75的活塞杆753铰接于连杆79上。在本实施方式中，锁定驱动器75为液缸。锁定驱动器75的活塞杆753的端部开设有第一腰形孔755，以便于与连杆79连接。
[0072] 插销77设置于导向槽731内，一端铰接于连杆79上，插销77与连杆79铰接的一端的端部开设有第二腰形孔771。当锁定驱动器75带动连杆79移动时，插销77能够在连杆79的带动下沿导向槽731移动插入定位孔715内，用于锁定锁紧块30，防止锁紧块30向升降齿条11方向移动。
[0073] 连杆79大致为L型，其一端铰接于锁定驱动器75的活塞杆753的第一腰形孔755内，另一端铰接于插销77的第二腰形孔771内，中部铰接于支承座73上。
[0074] 请参阅图8，当锁定驱动器75启动时，带动连杆79绕着支承座73转动，从而带动插销77在导向槽731内移动，从而使得插销77退出或者插入定位孔715内。因为，连杆79的两端绕插销77和锁定驱动器75转动的同时，会在第一腰形孔771和第二腰形孔751内移动，从而使得锁定驱动器75的伸缩方向与插销77的移动方向垂直。在本实施方式中，锁定驱动器75为液缸。
[0075] 当升降装置需要调整桩箱20和支撑桩腿10之间的相对位置时，启动锁定驱动器75，带动连杆79绕着支承座73转动，从而带动插销77在导向槽731内移动，从而使得插销
77插入定位孔715内；待桩腿调整完成时，启动锁定驱动器75，带动连杆79绕着支承座73转动，从而带动插销77在导向槽731内移动，从而使得插销77退出定位孔715，锁紧块30就能够与桩腿啮合。
[0076] 上述锁定装置70在调整桩箱20和支撑桩腿10的相对位置过程中，通过将锁紧装置70的插销77插入固定于锁紧块30上的固定件713的定位孔715上，从而固定锁紧块30，避免锁紧块30向升降齿条11倾斜，从而减少安全事故的发生。
[0077] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
