一种海上风电大直径单桩浮运的拖航装置的制作方法

本实用新型涉及一种海上风电大直径单桩浮运的拖航装置。

背景技术：

海上风电产业已成为我国开发清洁能源的一个重要新领域。海上风电机组开始向大型化发展，其运输的成本与难度也越来越高。海上风电单桩基础由于其直径一般在5米以上，长度在60米以上，重量在500吨以上，根据其自身直径大、长度长、重量重的特点，可以在单桩两端封堵的前提下，使用海上浮运的方式进行运输，以实现节约成本，提高运输效率的目的。拖航装置作为单桩浮运装置的重要部件，其结构型式对单桩浮运过程的稳定性和施工安全性有着重要影响。

目前，用于海上单桩浮运的拖航装置如图1所示。拖航装置4安装于单桩8的顶部，拖航装置4的主体结构为箱型梁或圆柱梁，系固环3焊接在拖航装置4的箱型梁或圆柱梁的外端面的中间，拖航装置4通过筋板1、2焊接固定在封堵器5的外端面上，封堵器5通过密封件与单桩8的内壁紧密贴合，两根钢丝绳6套在拖航装置4的端部两头与中心对称地固定在单桩8的外壁面上的两个吊耳7之间。单桩浮运拖航时，将拖缆9系在系固环3上，拖动拖航装置4，并通过钢丝绳6带动单桩8前行。

上述的拖航装置存在以下缺点：

(1)现有拖航装置4的主体结构为箱型梁或圆柱梁，箱型梁或圆柱梁的尺寸不能调节，当单桩8浮运过程中，受到海浪冲击时防止单桩8翻转的能力有限，不能随水况变化而调节，不利于单桩8保持浮运姿态，存在拖航安全隐患；

(2)单桩8浮运到桩位后，钢丝绳6不能自动脱扣，需要人工拆卸，存在施工安全风险；

(3)由于拖航装置4与封堵器5通过电焊连接，若钢丝绳6安装存在松懈，在单桩8浮运拖航过程中，拖航装置4会将拉力作用在封堵器5上，而可能带动封堵器5运动，影响封堵器5的密封性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种海上风电大直径单桩浮运的拖航装置，它既能实现与单桩自动挂扣和脱扣，并能在拖航过程中防止单桩翻转，还不会影响封堵器与单桩之间的密封性能。

本实用新型的目的是这样实现的：一种海上风电大直径单桩浮运的拖航装置，连接在封堵器的前端，封堵器安装在单桩的桩顶的内腔中；所述封堵器的中央设有空心的且突出前端面的中心轴，该中心轴上中心对称地开设一对销轴安装孔；所述单桩的桩顶面上安装由替打法兰和桩顶法兰构成的法兰组合件；所述拖航装置包括平衡梁、一对固定浮箱、至少一对可变浮箱和自动挂扣机构；其中，

所述平衡梁包括由顶板、底板和两块端板围焊成的矩形平衡梁框架、两块一一对应地设在平衡梁框架内的两边的边横隔板、一个轴向固定在平衡梁框架内的中部并且后部凸出平衡梁框架的后端面的轴套、两块一一对应地固定在平衡梁框架的后端面的两边的后法兰板、两块一一对应地固定在平衡梁框架的前端面的两边的前法兰板和固定在平衡梁框架的前端面的中部的拖缆挂耳；两块端板的中部各自开设一个卡板穿孔；两块边横隔板的中部各自开设一个油缸安装孔；所述轴套上对应封堵器的中心轴上的一对销轴安装孔开设一对轴向腰形的销轴插孔；

一对固定浮箱的前端各自安装与所述后法兰板匹配的前端拼装法兰，使一对固定浮箱各自通过前端拼装法兰一一对应地安装在两块后法兰板上；

一对可变浮箱的前端和后端一一对应地安装与前法兰板匹配的前端拼装法兰和后端拼装法兰，使一对可变浮箱各自通过后端拼装法兰一一对应地安装在两块前法兰板上，该一对可变浮箱的前端拼装法兰用于与另一对可变浮箱的后端拼装法兰拼接；

所述自动挂扣机构包括一对油缸、一对卡板和一对限位板；其中，一对油缸向背地并一一对应地安装在所述平衡梁框架内的两块边横隔板上的油缸安装孔中；一对卡板一一对应地且对称地设在平衡梁框架内的两边，该一对卡板的内端一一对应地从两块端板的卡板穿孔中插入平衡梁框架内后一一对应地与一对油缸的活塞杆的端头铰接，该一对卡板的外端各自设有宽度与所述法兰组合件的高度适配的卡槽；一对限位板一一对应地固定在两块端板的外端面上并各自位于一对卡板的上方；

所述拖航装置上的轴套套装在已经安装在单桩的桩顶内腔中的封堵器的中心轴上，直到一对限位板与单桩的顶面的替打法兰的外表面贴合，再将一根销轴插入轴套的销轴插孔与封堵器的中心轴上的销轴安装孔内，完成拖航装置与封堵器的连接，然后开启一对油缸，使一对卡板推出，卡住单桩顶面的法兰组合件，完成拖航装置与单桩的卡扣连接；最后通过将拖轮上的拖缆穿过拖缆挂耳的穿孔即能对单桩施行拖带。

上述的海上风电大直径单桩浮运的拖航装置，其中，所述平衡梁还包括两块设在平衡梁框架内的中部的内横隔板、两对一一对应地设在两块内横隔板与两块边横隔板之间的内纵隔板和两对一一对应地设在两块边横隔板与两块端板之间的边纵隔板；所述拖缆挂耳通过一块座板固定在两块内横隔板的前端面之间；所述轴套通过均布在外表面上的支撑筋板固定在两块内横隔板的内表面、顶板的内表面和底板的内表面上；每对边纵隔板的间隔距离与所述卡板的宽度适配。

上述的海上风电大直径单桩浮运的拖航装置，其中，所述卡板的卡槽的内侧壁上还各自镶嵌一块尼龙板。

上述的海上风电大直径单桩浮运的拖航装置，其中，两块所述边横隔板的前端面的中部各自固定一个备用挂耳。

上述的海上风电大直径单桩浮运的拖航装置，其中，一对所述限位板各自通过筋板固定在两块端板的外端面上。

本实用新型的海上风电大直径单桩浮运的拖航装置具有以下特点：

1)通过增加浮箱结构，当在单桩受到水流的径向冲击力时，可扶正桩身，起到防止单桩翻转的作用，且浮箱的数量可根据桩型和水况进行调节，使单桩在拖航过程中始终保持稳定的姿态；

2)采用液压同步控制系统实现与单桩自动挂扣和脱扣，使拖航装置与单桩连接方便、快捷、安全；

3)本实用新型的拖航装置与封堵器互为独立，使封堵器在拖航过程中不受力，不会因拖动单桩致使封堵器与单桩的内壁产生轴向滑动摩擦，因此不会影响封堵器与单桩之间的密封性能。

附图说明

图1是现有技术的海上风电大直径单桩浮运的拖航装置的安装结构示意图；

图2是本实用新型的海上风电大直径单桩浮运的拖航装置的轴测图；

图3是本实用新型的拖航装置中的平衡梁的轴测图；

图4是本实用新型的拖航装置中的平衡梁的轴套的轴测图；

图5是本实用新型的拖航装置中的固定浮箱的轴测图；

图6是本实用新型的拖航装置中的可变浮箱的轴测图；

图7是本实用新型的拖航装置中的自动挂扣机构的结构示意图；

图8是本实用新型的拖航装置中的自动挂扣机构的卡板的轴测图；

图9是本实用新型的海上风电大直径单桩浮运的拖航装置的安装结构分解图；

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参阅图2至图9，本实用新型的海上风电大直径单桩浮运的拖航装置，连接在封堵器5的前端。封堵器5安装在单桩8的桩顶的内腔中；封堵器5的中央设有空心的且突出前端面的中心轴50，该中心轴50上中心对称地开设一对用于安装销轴60的销轴安装孔；单桩8的桩顶面上安装由替打法兰和桩顶法兰构成的法兰组合件80。

本实用新型的拖航装置10包括平衡梁11、一对固定浮箱21、至少一对可变浮箱22和自动挂扣机构；其中，

平衡梁11包括平衡梁框架、两块边横隔板114、两块内横隔板115、两对内纵隔板116、两对边纵隔板117、两块后法兰板118、两块前法兰板119、轴套12、拖缆挂耳13和两个备用挂耳14；其中，平衡梁框架为钢板焊接件并由顶板111、底板112和两块端板113围焊成的矩形框架；顶板111上设有两个吊1110，用于安装起吊拖航装置10的吊钩；两块端板113的中部各自开设一个卡板穿孔；两块边横隔板114一一对应地设在平衡梁框架内的两边，该两块边横隔板114的中部各自开设一个油缸安装孔；两块内横隔板115设在平衡梁框架内的中部；两对内纵隔板116一一对应地设在两块内横隔板115与两块边横隔板114之间；两对边纵隔板117一一对应地设在两块边横隔板114与两块端板113之间；两块后法兰板118一一对应地固定在平衡梁框架的后端面的两边，两块后法兰板118的边缘均开设螺栓安装孔；两块前法兰板119一一对应地固定在平衡梁框架的前端面的两边，两块前法兰板119的边缘均开设螺栓安装孔；轴套12通过均布在外表面上的四块支撑筋板固定在两块内横隔板115的内表面、顶板111的内表面和底板112的内表面上设在平衡梁框架内的中部，并且轴套12的后部凸出平衡梁框架的后端面，该轴套12的后部对应封堵器5的中心轴50上的一对销轴安装孔开设一对轴向腰形的销轴插孔120；拖缆挂耳13通过一块座板130固定在两块内横隔板115的前端面之间；两个备用挂耳14一一对应地固定在两块边横隔板114的前端面的中部；

一对固定浮箱21的前端各自安装一块与后法兰板118匹配的前端拼装法兰，使一对固定浮箱21各自通过前端拼装法兰和法兰螺栓一一对应地安装在两块后法兰板118上；

一对可变浮箱22的前端和后端一一对应地安装与前法兰板119匹配的前端拼装法兰和后端拼装法兰，使一对可变浮箱22各自通过后端拼装法兰和法兰螺栓一一对应地安装在两块前法兰板119上，该一对可变浮箱22的前端拼装法兰用于与另一对可变浮箱的后端拼装法兰拼接；可变浮箱22的数量可预先根据拖航海域的水文气象条件增加，以使本实用新型的拖航装置10防单桩8翻转的作用发挥到最好，保持拖航过程单桩8的姿态稳定；

固定浮箱21和可变浮箱22均为由钢板焊接制成的空心封闭箱体，为保证强度和方便使用，固定浮箱21和可变浮箱22均焊接筋板与吊板；

自动挂扣机构包括一对油缸31、一对卡板32和一对限位板33；其中，一对油缸31向背地并一一对应地安装在平衡梁框架内的两块边横隔板114上的油缸安装孔中；一对卡板32一一对应地且对称地设在平衡梁框架内的两边，该一对卡板32的内端一一对应地从两块端板113的卡板穿孔中插入平衡梁框架内后一一对应地与一对油缸17的活塞杆的端头铰接，该一对卡板32的内端各自设有销孔321，该一对卡板32的外端各自设有宽度与法兰组合件80的高度适配的卡槽320；一对限位板33各自通过筋板一一对应地固定在两块端板113的外端面上并各自位于一对卡板32的上方，该一对限位板33在安装拖航装置10时起限位作用。

本实用新型的拖航装置10在拖航前，先将拖航装置10上的轴套12套装在已经安装在单桩8的桩顶内腔中的封堵器5的中心轴50上，直到一对限位板33与单桩5的顶面的替打法兰的外表面贴合，再将一根销轴60插入轴套12的销轴插孔120与封堵器5的中心轴50上的销轴安装孔内，完成拖航装置10与封堵器5的连接，然后控制一对油缸31的活塞杆伸出而将一对卡板32向背地推出两块端板113，使一对卡板32外端的卡槽320卡住单桩5顶面的法兰组合件80，完成拖航装置10与单桩8的卡扣连接；最后通过将拖轮上的拖缆9穿过拖缆挂耳13的穿孔，拖缆9上的拖力通过拖缆挂耳13、一对卡板32传递到法兰组合件80与单桩8上，即实现单桩8被拖动前进。单桩8被拖至风场机位后，一对油缸31的活塞杆缩回，将一对卡板32拉回，使拖航装置10与单桩8之间的拖力解除，实现自动脱扣。

由于每对边纵隔板117的间隔距离与卡板32的宽度适配，使每个卡板32在每对边纵隔板117之间移动，为每个卡板32起导向作用。另外一对卡板32外端的卡槽320的内侧壁上还各自镶嵌一块尼龙板，防止卡槽320卡在单桩8的法兰组合件80时，损伤桩顶法兰。

本实用新型的拖航装置10与封堵器5为相互独立的部件，拖航装置10通过轴套12套装在封堵器5的中心轴50上，并通过销轴60使二者连接。由于轴套12上的销轴插孔120为轴向腰形，与销轴60之间的间隙较大，既能实现在拖航过程中，不仅拖航装置10所受的拖力不会传递到封堵器5上，不影响封堵器5的密封性能，又能实现当单桩8拖运至风场机位并完成插桩后，拖航装置10与封堵器5一起被吊离。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除