[发明专利]超大型海洋浮式结构物模块间连接器及连接方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种浮式海洋结构物，特别涉及一种应用于半潜式超大型浮式结构物模块间的连接装置，还涉及模块间的连接方法，属于海洋工程技术领域。

背景技术

近年来，国际海洋工程界非常重视超大型浮式海洋结构物的研究和开发。超大型式海洋结构物是指长宽度以公里计的浮式海洋结构物，该结构物由空港、海港以及可再生能源发电系统构成，用作海、空运输、海洋石油和深海采矿业的海上基地，它适应了我国深远海发展战略，对海洋的开发利用具有十分重要的意义。超大型浮式海洋结构物尺寸巨大，用途各异，从制造、日常维护和使用的角度出发，浮式海洋结构物采用了模块化拼装结构，而模块的拼装又需要在海上进行，因此，怎样快速安全的完成海上模块拼装成为超大型浮式海洋结构物研究的一个重点。在模块拼装这一问题的研究上，各国也进行了长期的研究探索，其中日本的焊接拼装和美国的柔性连接器拼装最为成熟。焊接虽然有强度、可靠性和已积累的丰富经验等优势，但海上环境复杂，现场多变的工作条件和模块的不定运动都给焊接带来了很大的困难，而且焊接约束缺少灵活性，长时间的工作，模块间的相对运动都可能导致过大的内部约束力、变形和制造精度的下降。而发现焊接的这些劣势以后，人们逐渐把目光转向了机械连接器，它的易操作性使它成为焊接连接较好的替代方法之一。现有的超大型浮式海洋结构物模块连接装置无推进动力装置，采用撞击式对接时撞击的冲击力容易损坏模块及模块定位装置；该装置采用楔形装置锁紧，拆除模块间的连接时非常困难，且楔形装置只能一次性使用，加大了使用成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理、操作方便的应用于半潜式超大型浮式海洋结构物模块间的连接器，还提供了实现模块的成功快速连接的方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种超大型海洋浮式结构物模块间连接器，包括至少两对成组设置的正极体和负极体，所述正极体和负极体分别嵌装在被连接的两个海洋浮式结构物模块的上体横向对应两端内；正极体包括正极外壳和正极中轴，所述正极外壳设有正极轴向中心通孔，正极中轴嵌装在正极轴向中心通孔中；所述正极中轴包括两端的第一回转体、第二回转体以及连接第一回转体和第二回转体的中轴杆，第一推力油缸设置在远离正极体对接端的第二回转体后侧，正极轴向中心通孔包括小端孔道以及从小端孔道径向延伸出的大端孔道，所述大端孔道分别包括两端的第一漏斗状缩口和第二漏斗状缩口，第一漏斗状缩口位于正极体对接端内，第二漏斗状缩口位于大端孔道和小端孔道的连接处，第一回转体位于第一漏斗状缩口内，中轴杆与小端孔道间隙配合；所述负极体设有负极轴向中心通孔，负极体对接端的负极轴向中心通孔径向延伸成锥形面的喇叭口，所述喇叭口上设有导向复合弹性层，喇叭口后端设有外口小里口大的负极卡簧，第二推力油缸设置在负极轴向中心通孔远离负极体对接端的一端上。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的超大型海洋浮式结构物模块间连接器，其中所述第一回转体和第二回转体分别为钢结构的第一空心椭球体和第二空心椭球体，所述第一空心椭球体长轴或第二空心椭球体长轴垂直于正极中轴轴线，第一空心椭球体和第二空心椭球体内均设有加强筋板。

    前述的超大型海洋浮式结构物模块间连接器，其中所述中轴杆由外套筒和内套筒构成的双层套筒体，所述双层套筒体体之间设有数块径向连接筋板；中轴杆两端与空心椭球体连接端分别通过锥台形过渡体与相应的空心椭球体连接。

前述的超大型海洋浮式结构物模块间连接器，其中所述导向复合弹性层包括内层的弹性层和外层的钢板导向层。

前述的超大型海洋浮式结构物模块间连接器，其中所述负极卡簧包括多根曲线形卡簧体，所述曲线形卡簧体成伞骨状均匀设置在负极体对接端喇叭口的后侧。

前述的超大型海洋浮式结构物模块间连接器，其中第一连接传感器设置在正极轴向中心通孔的第二漏斗状缩口的锥形面上，第二连接传感器设置在卡簧后端的负极轴向中心通孔内。

前述的超大型海洋浮式结构物模块间连接器，其中所述第一推力油缸和第二推力油缸均为柱塞油缸；所述第一连接传感器和第二连接传感器均为位移传感器。

一种超大型海洋浮式结构物模块间连接器的连接方法，包括以下步骤：

1）将正极体和负极体分别安装在被连接的两个海洋浮式结构物模块的上体横向对应两端内，每一端对称安装对应的两件正极体或负极体；先调整安装在上体的各种辅助定位装置完成垂向定位，再开动海洋浮式结构物模块下的横向推进器将两个海洋浮式结构物模块的横向位置调节至一定范围后，完成两个海洋浮式结构物模块对接前的定位；