CN111619737A

CN111619737A - 用于浮式结构的系泊系统

Info

Publication number: CN111619737A
Application number: CN202010310517.6A
Authority: CN
Inventors: 贾成铭; 张洪刚; 淦学甄; 朱鹏飞; 刘嫚
Original assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Current assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2020-09-04
Anticipated expiration: 2040-04-20
Also published as: CN111619737B

Abstract

本发明公开用于浮式结构的系泊系统，属于海洋工程系泊技术领域，包括浮式平台、气囊、固定组件，浮式平台的两侧对称设有固定柱，固定柱上固定有固定组件，固定组件通过缆绳连接吊环，吊环下方连接浮筒，浮筒下方连接锚链，锚链末端固连锚，锚埋于海床，浮式平台下方设有气囊。该系泊系统可实现多点系泊和单点系泊，其整体稳定性强，能有效的防止浮式平台的倾覆，且晃动幅度小，具有较高的抗风浪能力。

Description

用于浮式结构的系泊系统

技术领域

本发明属于海洋工程系泊技术领域，具体涉及用于浮式结构的系泊系统。

背景技术

随着我国对海洋岛礁的不断开发建设，需要采用不破坏海洋生态环境的浮式平台作为码头，进行货船靠泊与物资装卸转运。随着近些年全球气候变暖，台风频发，且等级逐渐增高。很大程度上考验浮式海洋平台系泊系统的定位能力，如何能够保证浮式平台正常生产或者提高风暴自存能力是其在服役过程中的重大问题。

当前的系泊方式主要有转塔式单点系泊方式、悬链式多点系泊方式、张紧式多点系泊方式，其中，转塔式单点系泊为恶劣环境条件下常用系泊方式，但但在风浪的方向改变时浮体会随之转动，不利于其它船舶与浮体横向靠泊并开展作业，悬链式和张紧式多点系泊方式通常是在浮式平台的角点或沿周长布置多个系泊点。这两种多点系泊方式虽然定位能力较强，浮体不易发生转动，但存在如下缺点：在有船舶或其他小型船只停靠时会发生碰撞，不仅对船舶有损坏，安全系数也比较低，同时该系泊系统施工时间长、造价成本也高。

发明内容

本发明的目的在于提供用于浮式结构的系泊系统，该系泊系统可实现多点系泊和单点系泊，其整体稳定性强，能有效的防止浮式平台的倾覆，且晃动幅度小，具有较高的抗风浪能力。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：用于浮式结构的系泊系统，包括浮式平台、气囊、固定组件，浮式平台的两侧对称设有固定柱，固定柱上固定有固定组件，固定组件通过缆绳连接吊环，吊环下方连接浮筒，浮筒下方连接锚链，锚链末端固连锚，锚埋于海床，浮式平台下方设有气囊。浮式平台在需要时可在多点系泊与单点系泊之间进行切换，浮式平台两侧设置的固定组件通过缆绳、浮筒与锚链能进一步对浮式平台进行固定，防止浮式平台在水中大幅度的晃荡，提高了浮式平台的稳定性，在单点系泊时，浮式平台下方设置的气囊一方面可降低风浪对平台的冲击，另一方面防止了浮式平台的倾覆，有效的提高了系泊系统整体的稳定性，同时系泊系统对环境适应的能力强，具有优异的系泊效果。

优选的，固定组件包括安装板，安装板内部开设有半圆形的滑槽，滑槽内安装有弹簧，弹簧的活动端连接环扣，环扣的上表面固连拉杆，安装板表面开设有用于拉杆滑动的长槽。固定组件用于固定浮式平台的位置，防止浮式平台在风浪较大时上下窜动或脱离平台上方的固定柱，当固定组件需要固定于固定柱时拉动环扣上方的拉杆向滑槽一侧滑动，使环扣的三分之二进入滑槽内，环扣卡入固定柱相应位置时推动拉杆带动环扣向反向转动，弹簧会对环扣也会有一定的反向推力，便于环扣卡入固定柱。

优选的，固定柱中部设有半圆形的环形槽，环形槽的开口向内侧凹陷，且环形槽的开口高度大于环扣的直径，环形槽内部的上下两侧设有钢珠，钢珠两侧设有挡块。固定柱中部设置的环形槽是用于对环扣的限位，环扣可卡入环形槽内，需要单点系泊且水流对浮式平台冲击时，卡在环形槽内的环扣会出现难以滑动的现象，在环形槽的上下两侧设置钢珠，钢珠为滚动式设置，钢珠会抵住环扣的外表面，需要滑出环形槽内的环扣就会较为轻松，同时钢珠两侧的挡块对钢珠起到限位作用，防止钢珠滑落。

优选的，浮筒内开设有空腔，空腔中部设有卷线盘，卷线盘表面绕接有锚链，卷线盘中部通过转轴连接电机，电机位于电机壳中，电机壳连接浮筒一侧。浮筒内部设置的卷线盘可对锚链进行收放，电机可驱动卷线盘，使卷线盘旋转，对锚链进行适当的收紧，减少整个浮式平台的晃动，避免锚链因受力不均为导致的突然断裂的情况，极大的提高整个系泊系统的稳定性，同样也增强了该系统对环境的适应力。

优选的，气囊顶面中部设有连接块，连接块顶部通过螺钉连接转动轴，转动轴顶部套设有从动齿轮，从动齿轮左侧与主动齿轮啮合，主动齿轮的中部上方连接电机，从动齿轮、主动齿轮、电机均位于浮式平台内，转动轴内部中空，且转动轴内部设有出气管与进气管，出气管与进气管穿过气囊顶部的连接块位于顶杆内，进气管的进气端连接浮式平台上方的气泵，顶杆表面开设有若干气孔。在恶劣的天气下，可启动电机，由主动齿轮带动气囊转动，气囊内需保证有适量的气体，来减缓水流的冲击及提高浮式平台的浮力，通过设置气泵对进气管内通气，气体会通过顶杆表面的气孔喷出，冲于气囊内直至饱和，出气管内可设置气阀，用于实时的对气囊内的气体进行适量排出，使气囊内的气体始终处于平衡状态，该进气管与出气管均穿过浮式平台、转动轴，位于气囊的顶杆内。

优选的，气囊侧壁的夹层中均布有压缩弹簧，气囊顶面中部的连接块下表面连接顶杆，顶杆下方端部连接弧形压块，弧形压块下方压有钢球，钢球的底面顶于气囊内部底面。在恶劣的天气下，可采用单点系泊，浮式平台会根据水体的流向进行任意方向的摆动，气泵对进气管进行通气，通过在气囊内充气保证浮式平台的浮力，气囊内冲入的气体过量时气体会通过出气管排出，气囊内的气体始终保持在平衡状态，当水体冲击气囊时，气囊会发生一定量的形变，气囊内的钢球可控制气囊被水流冲击所产生的形变量，转动轴带动气囊转动，气囊对冲击的水体也会有反冲力，使冲击力较强的水流弹开，靠近气囊周边的水流形成涡流，能有效阻挡外层水流对气囊的直接冲击，再配合气囊内部的顶杆通过压块将钢球固定于气囊底面，使钢球与气囊整体的重心始终处于向下的状态，可确保气囊及浮式平台的稳定性，即使在被水体冲击至倾斜的状态下通过固定的钢球及其向下的重心会迅速回正，使整个浮式平台不会发生倾覆及倾斜现象，气囊夹层中设置的压缩弹簧能进一步的削弱水流的冲击。

优选的，气囊下表面连接杆轴，杆轴外侧套有轴承，轴承表面套设有轴承套，轴承套下方固连锚链。气囊下方连接有杆轴，杆轴外侧套设的轴承能使套于轴承的轴承套不会随着气囊的转动而转动，轴承套下方连接锚链能对气囊与浮式平台起到牵引作用，同时也不会影响气囊的正常运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：1)本发明通过在浮筒内部设置卷线盘能实时控制锚链的松紧度，避免锚链因受力不均为导致的突然断裂的情况，极大的提高整个系泊系统的稳定性；2)固定组件与固定柱上环形槽的设置起到了较好的限位作用，防止浮式平台在风浪较大时上下窜动或脱离浮式平台上方的固定柱，需要滑出环扣时也不会出现滑不出的现象；3)气囊的内部设置一方面可降低风浪对平台的冲击，另一方面防止了浮式平台的倾覆，进一步的确保了气囊及浮式平台的稳定性。

附图标记说明：1缆绳；2气泵；3吊环；4浮筒；5浮式平台；6气囊；7锚链；8锚；9电机壳；10轴承套；11固定组件；111安装板；112拉杆；113弹簧；114滑槽；115环扣；12固定柱；13环形槽；14卷线盘；15空腔；16主动齿轮；17转动轴；18从动齿轮；19顶杆；20弧形压块；21钢球；22轴承；23轴承套；24杆轴；25压缩弹簧；26连接块；27钢珠；28挡块。

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为本发明用于浮式结构的系泊系统的主视图；

图2为本发明用于浮式结构的系泊系统的俯视图；

图3为本发明固定组件的结构示意图；

图4为本发明固定柱的主视图；

图5为本发明固定柱的俯视图；

图6为本发明浮筒的内部结构示意图；

图7为本发明气囊的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参见图1-7所示，用于浮式结构的系泊系统，包括浮式平台5、气囊6、固定组件11，浮式平台5的两侧对称设有固定柱12，固定柱12上固定有固定组件11，固定组件11通过缆绳1连接吊环3，吊环3下方连接浮筒4，浮筒4下方连接锚链7，锚链7末端固连锚8，锚8埋于海床，浮式平台5下方设有气囊6。浮式平台在需要时可在多点系泊与单点系泊之间进行切换，浮式平台两侧设置的固定组件通过缆绳、浮筒与锚链能进一步对浮式平台进行固定，防止浮式平台在水中大幅度的晃荡，提高了浮式平台的稳定性，在单点系泊时，浮式平台下方设置的气囊一方面可降低风浪对平台的冲击，另一方面防止了浮式平台的倾覆，有效的提高了系泊系统整体的稳定性，同时系泊系统对环境适应的能力强，具有优异的系泊效果。

固定组件11包括安装板111，安装板111内部开设有半圆形的滑槽114，滑槽114内安装有弹簧113，弹簧113的活动端连接环扣115，环扣115的上表面固连拉杆112，安装板111表面开设有用于拉杆112滑动的长槽。固定组件用于固定浮式平台的位置，防止浮式平台在风浪较大时上下窜动或脱离平台上方的固定柱，当固定组件需要固定于固定柱时拉动环扣上方的拉杆向滑槽一侧滑动，使环扣的三分之二进入滑槽内，环扣卡入固定柱相应位置时推动拉杆带动环扣向反向转动，弹簧会对环扣也会有一定的反向推力，便于环扣卡入固定柱。

固定柱12中部设有半圆形的环形槽13，环形槽13的开口向内侧凹陷，且环形槽13的开口高度大于环扣115的直径，环形槽13内部的上下两侧设有钢珠27，钢珠27两侧设有挡块28。固定柱中部设置的环形槽是用于对环扣的限位，环扣可卡入环形槽内，需要单点系泊且水流对浮式平台冲击时，卡在环形槽内的环扣会出现难以滑动的现象，在环形槽的上下两侧设置钢珠，钢珠为滚动式设置，钢珠会抵住环扣的外表面，需要滑出环形槽内的环扣就会较为轻松，同时钢珠两侧的挡块对钢珠起到限位作用，防止钢珠滑落。

浮筒4内开设有空腔15，空腔15中部设有卷线盘14，卷线盘14表面绕接有锚链7，卷线盘14中部通过转轴连接电机，电机位于电机壳9中，电机壳9连接浮筒4一侧。浮筒内部设置的卷线盘可对锚链进行收放，电机可驱动卷线盘，使卷线盘旋转，对锚链进行适当的收紧，减少整个浮式平台的晃动，避免锚链因受力不均为导致的突然断裂的情况，极大的提高整个系泊系统的稳定性，同样也增强了该系统对环境的适应力。

气囊6顶面中部设有连接块26，连接块26顶部通过螺钉连接转动轴17，转动轴17顶部套设有从动齿轮18，从动齿轮18左侧与主动齿轮16啮合，主动齿轮16的中部上方连接电机，从动齿轮18、主动齿轮16、电机均位于浮式平台5内，转动轴17内部中空，且转动轴17内部设有出气管与进气管，出气管与进气管穿过气囊6顶部的连接块26位于顶杆19内，进气管的进气端连接浮式平台5上方的气泵2，顶杆19表面开设有若干气孔。在恶劣的天气下，可启动电机，由主动齿轮带动气囊转动，气囊内需保证有适量的气体，来减缓水流的冲击及提高浮式平台的浮力，通过设置气泵对进气管内通气，气体会通过顶杆表面的气孔喷出，冲于气囊内直至饱和，出气管内可设置气阀，用于实时的对气囊内的气体进行适量排出，使气囊内的气体始终处于平衡状态，该进气管与出气管均穿过浮式平台、转动轴，位于气囊的顶杆内。

气囊6侧壁的夹层中均布有压缩弹簧25，气囊6顶面中部的连接块26下表面连接顶杆19，顶杆19下方端部连接弧形压块20，弧形压块20下方压有钢球21，钢球21的底面顶于气囊6内部底面。在恶劣的天气下，可采用单点系泊，浮式平台会根据水体的流向进行任意方向的摆动，气泵对进气管进行通气，通过在气囊内充气保证浮式平台的浮力，气囊内冲入的气体过量时气体会通过出气管排出，气囊内的气体始终保持在平衡状态，当水体冲击气囊时，气囊会发生一定量的形变，气囊内的钢球可控制气囊被水流冲击所产生的形变量，转动轴带动气囊转动，气囊对冲击的水体也会有反冲力，使冲击力较强的水流弹开，靠近气囊周边的水流形成涡流，能有效阻挡外层水流对气囊的直接冲击，再配合气囊内部的顶杆通过压块将钢球固定于气囊底面，使钢球与气囊整体的重心始终处于向下的状态，可确保气囊及浮式平台的稳定性，即使在被水体冲击至倾斜的状态下通过固定的钢球及其向下的重心会迅速回正，使整个浮式平台不会发生倾覆及倾斜现象，气囊夹层中设置的压缩弹簧能进一步的削弱水流的冲击。

气囊6下表面连接杆轴24，杆轴24外侧套有轴承22，轴承22表面套设有轴承套23，轴承套23下方固连锚链7。气囊下方连接有杆轴，杆轴外侧套设的轴承能使套于轴承的轴承套不会随着气囊的转动而转动，轴承套下方连接锚链能对气囊与浮式平台起到牵引作用，同时也不会影响气囊的正常运行。

实施例2：

本发明的用于浮式结构的系泊系统在实际运作过程中：浮式平台5上方设有固定柱12，将固定组件11固定于固定柱12的上环形槽13上加以固定，防止浮式平台5上下窜动或脱离平台上方的固定柱12，固定组件11端部连接缆绳1，缆绳1通过吊环3连接浮筒4，浮筒4内部设有卷线盘14，卷线盘14上饶有锚链7，卷线盘14由电机控制，可对锚链进7行收放，在风浪较急的情况下，电机可驱动卷线盘14，使卷线盘旋转，对锚链7进行适当的收紧，减少整个浮式平台的晃动，避免锚链因受力不均为导致的突然断裂的情况，遇到恶劣天气时，可采用单点系泊，浮式平台6会根据水体的流向进行任意方向的摆动，气泵2对进气管输气，使气囊6内的气体始终保持在平衡状态，转动轴17带动气囊6转动，配合气囊6内部的顶杆19与顶杆19下方的钢球21，可确保气囊19及浮式平台5的稳定性，使整个浮式平台不会发生倾覆及倾斜现象。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.用于浮式结构的系泊系统，包括浮式平台(5)、气囊(6)、固定组件(11)，其特征在于：所述浮式平台(5)的两侧对称设有固定柱(12)，所述固定柱(12)上固定有固定组件(11)，所述固定组件(11)通过缆绳(1)连接吊环(3)，所述吊环(3)下方连接浮筒(4)，所述浮筒(4)下方连接锚链(7)，所述锚链(7)末端固连锚(8)，所述锚(8)埋于海床，所述浮式平台(5)下方设有气囊(6)。

2.根据权利要求1所述的用于浮式结构的系泊系统，其特征在于：所述固定组件(11)包括安装板(111)，所述安装板(111)内部开设有半圆形的滑槽(114)，所述滑槽(114)内安装有弹簧(113)，所述弹簧(113)的活动端连接环扣(115)，所述环扣(115)的上表面固连拉杆(112)，所述安装板(111)表面开设有用于拉杆(112)滑动的长槽。

3.根据权利要求1所述的用于浮式结构的系泊系统，其特征在于：所述固定柱(12)中部设有半圆形的环形槽(13)，所述环形槽(13)的开口向内侧凹陷，且环形槽(13)的开口高度大于环扣(115)的直径，所述环形槽(13)内部的上下两侧设有钢珠(27)，所述钢珠(27)两侧设有挡块(28)。

4.根据权利要求1所述的用于浮式结构的系泊系统，其特征在于：所述浮筒(4)内开设有空腔(15)，所述空腔(15)中部设有卷线盘(14)，所述卷线盘(14)表面绕接有锚链(7)，所述卷线盘(14)中部通过转轴连接电机，所述电机位于电机壳(9)中，所述电机壳(9)连接浮筒(4)一侧。

5.根据权利要求1所述的用于浮式结构的系泊系统，其特征在于：所述气囊(6)顶面中部设有连接块(26)，所述连接块(26)顶部通过螺钉连接转动轴(17)，所述转动轴(17)顶部套设有从动齿轮(18)，所述从动齿轮(18)左侧与主动齿轮(16)啮合，所述主动齿轮(16)的中部上方连接电机，所述从动齿轮(18)、主动齿轮(16)、电机均位于浮式平台(5)内，所述转动轴(17)内部中空，且转动轴(17)内部设有出气管与进气管，所述出气管与进气管穿过气囊(6)顶部的连接块(26)位于顶杆(19)内，所述进气管的进气端连接浮式平台(5)上方的气泵(2)，所述顶杆(19)表面开设有若干气孔。

6.根据权利要求1所述的用于浮式结构的系泊系统，其特征在于：所述气囊(6)侧壁的夹层中均布有压缩弹簧(25)，所述气囊(6)顶面中部的连接块(26)下表面连接顶杆(19)，所述顶杆(19)下方端部连接弧形压块(20)，所述弧形压块(20)下方压有钢球(21)，所述钢球(21)的底面顶于气囊(6)内部底面。

7.根据权利要求1所述的用于浮式结构的系泊系统，其特征在于：所述气囊(6)下表面连接杆轴(24)，所述杆轴(24)外侧套有轴承(22)，所述轴承(22)表面套设有轴承套(23)，所述轴承套(23)下方固连锚链(7)。