CN101983895B - 一种水密门装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水密门装置，其特征在于：它包括门框、门板、液压动力系统和控制系统；门框和门板采用铰链连接，并采用关闭/开启油缸和锁紧/松开油缸联动自动执行关门-锁紧、解锁-开门的动作；控制系统由多套区域控制柜和一套集中控制箱组成，可对水密门状态进行集中监测、远距离和就地控制开门和关门。本发明与传统的手动式水密门相比，不仅减少了繁重的体力耗损，而且操作平稳、简单、安全可靠性高。同时，与传统的液压滑动式水密门相比，结构紧凑、重量轻、占用空间小。

Description

一种水密门装置

技术领域

本发明涉及一种水密门，特别是关于一种为半潜式钻井平台的水下内部舱室设计的液压铰链式水密门装置。

背景技术

目前，半潜式钻井平台和类似构造海上设施中一般采用水密门作为工作人员进出水下内部舱室的出入口，由于水密门的开口面积大、动作频繁，因此其密封性能和工作可靠性要绝对保证。原有的水密门一般设计为手动压扣式结构或螺杆旋拧结构，或者是液压滑动式结构。前类结构的水密门动作原始，体积庞大，只能就地手动操作，不仅操作费力，劳动强度大，而且密封效果也不是很理想；后类结构的水密门门体笨重，且必须具有超过门体面积两倍以上的操作空间，同时对水密门远距离控制大部分采用传统继电器控制电路，体积大。对于半潜式钻井平台来说，水下结构单元相对独立，内部舱室通常分布在距龙骨约20m高度的不同层面，并且布置空间有限、水密门耐压等级要求高，上述几种结构形式的水密门显然都不适用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现集中监测、远程遥控以及就地自动关闭/开启，且结构紧凑占用空间小的水密门装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种水密门装置，其特征在于：它包括门框、门板、液压动力系统和控制系统；所述门框和门板采用铰链连接，所述门框的顶部和底部各设置有一个关闭/开启油缸，其缸体和活塞杆端头分别与所述门框和门板铰接；所述门框内侧四周沿边设置有若干对称分布的固定斜楔，所述门板外侧四周沿边与每一所述斜楔对应的位置设有一固定轴座，每一所述轴座上安装有一“鸭头”型锁扣，所有所述锁扣尾柄并联铰接在四根同步拉杆上，四根所述同步拉杆分别铰接在两套联动机构上，每套所述联动机构由第一连杆、第二连杆、导向连杆和第三连杆铰接组成；在靠近所述门板下方位置设置有一锁紧/松开油缸，其缸体与所述门板铰接，活塞杆端头并联铰接两套所述联动机构的第一连杆；在所述门框一侧上方设置有一组合接线箱，所述组合接线箱上设置有开关按钮和声光报警；所述组合接线箱还连接设置在所述门板上的关闭/开启限位开关和锁紧/松开限位开关；所述液压动力系统由电动液压泵、电磁阀组和油箱组成，所述电动液压泵通过所述电磁阀组和液压管路连接设置在所述门框左侧的门旁油路阀块，所述门旁油路阀块分别连接所述关闭/开启油缸和锁紧/松开油缸；所述控制系统包括若干套固定在所述液压动力系统框架上的区域控制柜和一套安装在中控室的集中控制箱；每套所述区域控制柜由可编程序控制器和就地报警装置组成，用来监测和控制所述液压动力系统和系统供电、操作模式以及运行状态，并通过所述组合接线盒对水密门实现远距离控制；所述集中控制箱由以太网交换机、电源模块、触摸屏和无线遥控器组成，用来监测和控制所有所述液压动力系统和系统供电、操作模式以及运行状态，并对所有水密门进行远距离操作控制；所有所述区域控制柜之间和各所述区域控制柜与所述集中控制箱之间通过以太网形成一个统一的整体。

在所述门框前、后面旁边分别设置一手摇液压泵，所述手摇液压泵自带油箱并连接门旁油路阀块。

在所述液压动力系统旁边设置一套备用蓄能器，所述备用蓄能器包括若干压力气瓶，所述压力气瓶通过阀门连接在所述电动液压泵和电磁阀组之间的液压管路上。

所述电动液压泵的数量为两台。

在所述门板开启面的所述关闭/开启油缸上方设置一踏板。

所述门框和门板上敷有防火材料。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明首创采用铰链连接的门框和门板，关闭/开启油缸和锁紧/松开油缸联动自动执行关门-锁紧、解锁-开门的动作，较手动水密门不仅减少了繁重的体力耗损，而且操作平稳、简单、安全可靠性高；较液压滑动水密门结构紧凑、重量轻、占用空间小。2、本发明采用由多套区域控制柜和一套集中控制箱组成的PLC控制系统，可对水密门状态进行集中监测、远距离和就地控制开门和关门。与原有的继电器控制系统相比具有先天的综合优势：功能强，性能价格比高；体积小，能耗低；硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；可靠性高，抗干扰能力强；系统的设计编程方法简单、安装、调试以及后期维修工作量少；对未来机械升级也很方便。3、本发明在门框前、后面旁边分别设置一手摇液压泵组，其可以在系统失电或发生故障的情况下，使工作人员可使用手摇液压泵就地开门和关门。4、本发明还设置了一套备用蓄能器，其可以在系统失电或发生故障，同时工作人员不能到达手摇液压泵组位置的极端情况下，仍然可以为关闭/开启油缸和锁紧/松开油缸提供液压动力。5、本发明液压动力系统中的电动液压泵的数量为两台，因此可以互为备用，在其中一台电动液压泵发生故障或进行大修时，保证液压动力系统仍然可以正常使用。6、本发明在门板开启面的关闭/开启油缸上方设置一踏板，从而有效的保护了关闭/开启油缸。7、本发明在门板和门框上敷有防火材料，可达到A60及以上防火等级，与现有水密门系列产品相比，其抗压和耐火等级最高，能够适用于最苛刻的环境条件，安全可靠性更高。

附图说明

图1是本发明水密门的主视图

图2是本发明水密门的后视图

图3是本发明门板的剖视图

图4是本发明液压动力系统的主视图

图5是本发明液压动力系统的侧视图

图6是本发明集中控制箱的结构示意图

图7是本发明备用蓄能器的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1～图7所示，本发明包括门框1、门板2、液压动力系统3和控制系统4。门框1和门板2采用铰链连接，门框1的顶部和底部各设置有一个关闭/开启油缸5，其缸体和活塞杆端头分别与门框1和门板2铰接。当关闭/开启油缸5的活塞杆内缩时，拉门关闭；活塞杆外伸时，推门开启。

如图2所示，门框1内侧四周沿边设置有若干对称分布的固定斜楔6，门板2外侧四周沿边与每一斜楔6对应的位置设有一固定轴座7，每一轴座7上安装有一“鸭头”型锁扣8，当锁扣8转至斜楔6顶面时，通过轴座7拉紧门板2为锁紧状态。所有锁扣8尾柄并联铰接在四根同步拉杆9上，四根同步拉杆9分别铰接在两套联动机构上。每套联动机构由连杆a、连杆b、导向连杆c和连杆d铰接组成。在靠近门板2下方位置设置有一锁紧/松开油缸10，其缸体与门板2铰接，活塞杆端头并联铰接两套联动机构的连杆a(可根据需要增设一转向连杆e)。当活塞杆运行外伸/内缩时，推/拉动两套联动机构带动同步拉杆9往/返平移，从而使锁扣8来/回转动，实现门板2与门框1锁紧/松开的目的。在门框1左侧(或右侧)上方设置有一个组合接线箱11，组合接线箱11上设置有开关按钮和声光报警，同时组合接线箱11还连接设置在门板2上的关闭/开启限位开关12和锁紧/松开限位开关13。

如图4、图5所示，本发明的液压动力系统3有四套，分别设置在平台四根立柱2水线以上的机械舱室内，每套液压动力系统3由电动液压泵31、电磁阀组32和油箱33组成，电动液压泵31通过电磁阀组32和液压管路连接设置在门框1左侧的门旁油路阀块14，门旁油路阀块14分别连接关闭/开启油缸5和锁紧/松开油缸10，用来向相应的油缸提供液压动力。

如图6、图7所示，本发明的控制系统4包括四套固定在液压动力系统3框架上的区域控制柜41和一套安装在中控室的集中控制箱42。每套区域控制柜41由可编程序控制器(PLC)和就地报警装置组成，用来监测和控制液压动力系统3和系统供电、操作模式以及运行状态，并通过组合接线盒11对水密门实现远距离控制。集中控制箱42由以太网交换机、电源模块、触摸屏和无线遥控器组成，用来监测和控制所有液压动力系统3和系统供电、操作模式以及运行状态，并对所有水密门进行远距离操作控制。四个区域控制柜41之间和各区域控制柜41与集中控制箱42之间通过以太网(Ethernet)形成一个统一的整体，从而实现分散集中控制。

上述实施例中，在门框1前、后面旁边分别设置一手摇液压泵15，手摇液压泵15自带油箱并连接门旁油路阀块14，目的是在系统失电或液压动力系统3发生故障的情况下，工作人员可就地使用手摇液压泵15为关闭/开启油缸5和锁紧/松开油缸10提供液压动力(如图1、图2所示)。

上述实施例中，在液压动力系统3旁边设置一套备用蓄能器16，备用蓄能器16包括若干压力气瓶17，压力气瓶17通过阀门连接在电动液压泵31和电磁阀组32之间的液压管路上，目的是在系统失电或液压动力系统3发生故障，同时工作人员不能到达手摇液压泵15位置的极端情况下，以手动方式打开压力气瓶17的阀门将氮气充入液压管路中，可为隶属的若干组关闭/开启油缸5和锁紧/松开油缸10同时完成数次动作提供动力源(如图7所示)。

上述实施例中，电动液压泵31的数量为两台，目的是使两台电动液压泵31互为备用，在其中一台电动液压泵31发生故障或进行大修时，保证液压动力系统3仍然可以正常使用(如图5所示)。

上述实施例中，为了保护关闭/开启油缸5，在门板2开启面的关闭/开启油缸5上方设置一踏板18(如图3所示)。

上述实施例中，门框1和门板2上敷有防火材料，可达到A60及以上防火等级。

本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置、及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种水密门装置，其特征在于：它包括门框、门板、液压动力系统和控制系统；所述门框和门板采用铰链连接，所述门框的顶部和底部各设置有一个关闭/开启油缸，其缸体和活塞杆端头分别与所述门框和门板铰接；

所述门框内侧四周沿边设置有若干对称分布的固定斜楔，所述门板外侧四周沿边与每一所述斜楔对应的位置设有一固定轴座，每一所述轴座上安装有一“鸭头”型锁扣，所有所述锁扣尾柄并联铰接在四根同步拉杆上，四根所述同步拉杆分别铰接在两套联动机构上，每套所述联动机构由第一连杆、第二连杆、导向连杆和第三连杆依序铰接组成；在靠近所述门板下方位置设置有一锁紧/松开油缸，其缸体与所述门板铰接，活塞杆端头并联铰接两套所述联动机构的第一连杆；在所述门框一侧上方设置有一组合接线箱，所述组合接线箱上设置有开关按钮和声光报警；所述组合接线箱还连接设置在所述门板上的关闭/开启限位开关和锁紧/松开限位开关；

所述液压动力系统由电动液压泵、电磁阀组和油箱组成，所述电动液压泵通过所述电磁阀组和液压管路连接设置在所述门框左侧的门旁油路阀块，所述门旁油路阀块分别连接所述关闭/开启油缸和锁紧/松开油缸；

所述控制系统包括若干套固定在所述液压动力系统框架上的区域控制柜和一套安装在中控室的集中控制箱；每套所述区域控制柜由可编程序控制器和就地报警装置组成，用来监测和控制所述液压动力系统和系统供电、操作模式以及运行状态，并通过所述组合接线盒对水密门实现远距离控制；所述集中控制箱由以太网交换机、电源模块、触摸屏和无线遥控器组成，用来监测和控制所有所述液压动力系统和系统供电、操作模式以及运行状态，并对所有水密门进行远距离操作控制；所有所述区域控制柜之间和各所述区域控制柜与所述集中控制箱之间通过以太网形成一个统一的整体。

2.如权利要求1所述的一种水密门装置，其特征在于：在所述门框前、后面旁边分别设置一手摇液压泵，所述手摇液压泵自带油箱并连接门旁油路阀块。

3.如权利要求1所述的一种水密门装置，其特征在于：在所述液压动力系统旁边设置一套备用蓄能器，所述备用蓄能器包括若干压力气瓶，所述压力气瓶通过阀门连接在所述电动液压泵和电磁阀组之间的液压管路上。

4.如权利要求2所述的一种水密门装置，其特征在于：在所述液压动力系统旁边设置一套备用蓄能器，所述备用蓄能器包括若干压力气瓶，所述压力气瓶通过阀门连接在所述电动液压泵和电磁阀组之间的液压管路上。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种水密门装置，其特征在于：所述电动液压泵的数量为两台。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种水密门装置，其特征在于：在所述门板开启面的所述关闭/开启油缸上方设置一踏板。

7.如权利要求5所述的一种水密门装置，其特征在于：在所述门板开启面的所述关闭/开启油缸上方设置一踏板。

8.如权利要求1或2或3或4所述的一种水密门装置，其特征在于：所述门框和门板上敷有防火材料。

9.如权利要求5所述的一种水密门装置，其特征在于：所述门框和门板上敷有防火材料。

10.如权利要求7所述的一种水密门装置，其特征在于：所述门框和门板上敷有防火材料。

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