[实用新型]一种内嵌钢筒式海洋柔性管缆限弯器

说明书

一种内嵌钢筒式海洋柔性管缆限弯器，属于海洋工程柔性管缆技术领域，包括n节限弯器主体，每节限弯器主体由2个完全相同的单体连接而成，每个单体为变径半圆筒形结构，包括公头、颈部段、母头及带有斜角的内嵌钢筒；内嵌钢筒采用半圆筒式结构，在中部颈部段。装配时，依次将底部第一个单体公头插入前一个单体母头中，完成底部单体配合后，放置海洋柔性管缆；再将上部单体与底部单体装配；受到外力时，接触处的公头段与母头段锁死，避免柔性管缆产生过度弯曲。装配过程中整个主体连接只依靠公头母头之间的配合以及螺栓径向连接，无需其它连接环；加入内嵌钢筒增加了限弯器颈部，减少限弯器截面过度处的应力集中，提高限弯器整体的耐疲劳性能。

技术领域

本实用新型属于海洋工程柔性管缆技术领域，涉及一种内嵌钢筒式海洋柔性管缆限弯器，提供海洋工程中使用的柔性管缆发生过度弯曲失效模式的保护方法。

背景技术

随着海上资源开发的不断发展，柔性管道、柔性线缆(以下简称“柔性管缆”)的应用越来越广泛。通常海洋工程用柔性管缆的弯曲刚度比较小，对施工、在位或维修时柔性管缆所承受的弯曲载荷具有较好的顺应性。这也造成了柔性管缆在实际的工程应用中非常容易过度弯曲，一般要使用限弯器，以确保其应用过程中的安全性。

限弯器由于安装灵活、要求空间小等优点，在海洋工程中的应用非常广泛。限弯器的结构是由多组相同尺寸的变径半圆筒式结构相互嵌套而成。其工作原理是通过曲率限位，来防止柔性管缆发生过度弯曲，它的子结构可以在一定的范围内发生相互转动，在柔性管缆的曲率半径未达到其锁合半径前，限弯器不会对柔性管缆有限制作用，一旦柔性管缆弯曲到其锁合半径，限弯器的各个子结构就会发生相互扣锁，从而限制柔性管缆的进一步弯曲。但传统限弯器材质主要是纯金属材料(主要为球墨铸铁)或者纯高分子材料(主要为聚氨酯材料)，金属型限弯器极易腐蚀，防腐工作复杂，且自身密度大、质量重会给海缆增加重力负担，影响海缆的线型分布；而聚氨酯限弯器则会在应对较复杂海况以及限弯器小型化等方面呈现刚度、强度弱等缺点。

实用新型内容

针对现有技术存在的易腐蚀、强度弱等问题，本实用新型提供一种内嵌钢筒式海洋柔性管缆限弯器，结合了金属限弯器以及高分子限弯器的优点，兼备轻质、高强、不易腐蚀、节省原材料、耐疲劳性能强等优点。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种内嵌钢筒式海洋柔性管缆限弯器，包括n节限弯器主体，n节限弯器主体包括2n个完全相同的限弯器单体(每节限弯器主体由完全相同的半圆周筒形单体连接而成)，和n的整数倍的螺栓紧固件；n为正整数，具体取值根据实际需求而定。

所述的每个限弯器单体为半圆周筒形结构，包括前端的公头、中部颈部段4、尾端的母头 5以及内嵌钢筒1，为一体成型结构；两个限弯器单体在装配面法线方向预留相同的螺栓孔6。每个限弯器单体的公头外周面上设有公头肩部，母头5后端设有母头肩部。

所述的内嵌钢筒1采用半圆筒式结构，内嵌在易发生破坏的中部颈部段4，增加限弯器的局部刚度和强度，提高限弯器的耐疲劳性能。所述内嵌钢筒1的两端为分别设有钢筒公头斜角9和钢筒母头斜角10，其中钢筒公头斜角9位于限弯器单体的公头3内部，钢筒母头斜角10位于限弯器单体的母头5内部，两端的斜角结构形成支撑结构，增加截面过度处的刚度。螺栓8穿过限弯器单体的螺栓孔6并通过螺母及垫片7将两个限弯器单体2连接成一节限弯器主体，装配后的一整节限弯器主体中，公头、颈部段4和母头5形成一个内部具有变径连通内腔的整体结构。且装配过程中整个限弯器主体连接只依靠公头母头之间的配合以及螺栓径向连接，无需其它连接环。

所述的一整节限弯器主体内部包括三个同轴但内径不同的空腔，从前端的公头4至后端的母头5依次为中空通道11、母头空腔12、肩部空腔13，三个空腔相互贯通，空腔按照内径从小到大排列为中空通道11、肩部空腔13、母头空腔12。