一种多功能快速安装卡箍及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种多功能快速安装卡箍及其使用方法，该卡箍包括两片U型的卡具（1），两片卡具（1）由固定板（2）固定且二者之间形成空隙，其中，卡具（1）的开口端分别设置绕转轴（5）转动的转动板（3），转动板（3）的外部端为防滑帽（4），两片卡具（1）之间的转轴（5）下方嵌有弹性体（15），转动板（3）的内部端与弹性体（15）为弹性接触；卡具（1）的圆弧端设置有三块品字形排列的导向板（10），各导向板（10）与卡具（1）之间有电连接。本发明结构简单，使用方便，大幅降低水下施工成本，减少水下施工工作量，提高工作效率。
【专利说明】一种多功能快速安装卡箍及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋金属防腐【技术领域】，为海洋金属防腐中使用的一种附件，特别涉及一种多功能快速安装卡箍及其使用方法。
【背景技术】
[0002]海洋平台、海底管线、港工码头等海洋金属结构物在恶劣的海洋腐蚀环境中通常采用阴极保护措施防止腐蚀破坏。采用阴极保护对海洋金属结构物进行保护就涉及到阴极保护装置的水下施工。阴极保护分为外加电流法和牺牲阳极法，其原理相同，根据实际工程中不同的腐蚀环境和被保护体的特定工况条件和技术、经济的考虑两种方法均可以应用。采用外加电流法进行保护时需要在水下安装参比电极、固定电缆、固定阴极点；采用牺牲阳极保护时，如果不能在工厂建造时完成牺牲阳极的焊接，则需要在水下焊接牺牲阳极。由于海洋水下环境复杂，水下施工工况条件苛刻，技术难度大，且具有很大的危险性，水下操作人员的安全难以保证。而且水下施工需要动用多种水下水上设备配合协同作业，施工工程造价很高，尤其是对于深海中的金属结构物的阴极保护，随着水深增加工程造价急剧上升，要比陆地安装高出十几倍甚至上百倍，给企业带来沉重经济负担。
[0003]在现有技术中，应用于海洋金属防腐【技术领域】的多功能快速安装卡箍，至今还未见报道。
[0004]对于上述情况，本申请的发明人研发了一种结构简单，使用方便，大幅降低水下施工成本，减少水下施工工作量，提高工作效率的多功能快速安装卡箍及其使用方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种结构简单，使用方便，大幅降低水下施工成本，减少水下施工工作量，提高工作效率的一种多功能快速安装卡箍及其使用方法。该卡箍具备搭载参比电极，搭载牺牲阳极，固定电缆，固定阴极点等多种功能。其用于实现海洋金属结构物的阴极保护快速施工，减少水下阴极保护装置安装的工作量和安装时间，降低安装成本和安装风险，可以更加有效的实现对海洋金属结构物的阴极保护，使其免受腐蚀破坏。
[0006]为实现上述目的，本发明是这样实现的:
[0007]—种多功能快速安装卡箍，包括两片U型的卡具1，两片卡具I由固定板2固定且二者之间形成空隙，
[0008]卡具I的开口端分别设置绕转轴5转动的转动板3，转动板3的外部端为防滑帽4，两片卡具I之间的转轴5下方嵌有弹性体15，转动板3的内部端与弹性体15为弹性接触；卡具I的圆弧端设置有三块品字形排列的导向板10，各导向板10与卡具I之间有电连接。
[0009]各个导向板10上依次设置有旋转手柄12、螺旋导电杆7、限位垫圈8和弹簧9 ;居中的导向板10上的螺旋导电杆7的两侧设置有接线柱11 ;两侧导向板10上的螺旋导电杆7上设置有铜导线13。[0010]卡具I的开口端分别设置限位杆6，限位杆6与卡具I之间为固定连接，所述转轴5与卡具I之间为轴连接，转动板3的外部端插合连接有防滑帽4。
[0011]所述弹性体15的一侧与转动板3的内部端顶压接触，弹性体15使转动板3的上部顶压在限位杆6上，转动板3位于固定板2的下方。
[0012]所述固定板2位于转动板3的上方卡具I的侧面，用于搭载参比电极或牺牲阳极、固定电缆或阴极点。
[0013]所述导向板10为两层碳钢板，两层碳钢板之间具有空隙。
[0014]所述螺旋导电杆7与旋转手柄12之间固定连接，构成了 T字形结构；弹簧9套接在螺旋导电杆7上，限位垫圈8固定在螺旋导电杆7上，弹簧9的一端顶在导向板10上，另一端顶在限位垫圈8上，螺旋导电杆7与导向板10的中部螺纹连接。
[0015]所述螺旋导电杆7的端部为顶针，顶针为螺旋钻头，顶针与螺旋导电杆7在制造时一体成型，螺旋导电杆7穿过导向板10并使顶针露于导向板10的外部。
[0016]居中的导向板10的螺旋导电杆7两侧设有接线柱11，接线柱11与居中的导向板10之间螺纹连接；两侧的导向板10的螺旋导电杆7上设有铜导线13，铜导线13的一端固定在螺旋导电杆7上，另一端延伸并搭在卡具I上，用于增强螺旋导电杆7和卡具I间的导电性。 [0017]所述卡具1、固定板2、转动板3、旋转手柄12、限位杆6、转轴5为碳钢；所述螺旋导电杆7为高强钢；所述防滑帽4为聚氨酯，弹性体15为橡胶。
[0018]多功能快速安装卡箍的使用方法，依序包括如下步骤:
[0019]进行安装时:
[0020]a)将卡箍的开口端置于待连接的管状金属结构物14上面，卡具I的开口端和转动板3的防滑帽4接触管状金属结构物14的上部；
[0021]b)向下推动卡具I使转动板3向卡具I内侧旋转，此时弹性体15被转动板3压缩变形；继续推动卡具I直至管状金属结构物14接触螺旋导电杆7底端的顶针位置，此时弹性体15回弹，转动板3再次被压回顶紧在限位杆6上；
[0022]c)向下旋动旋转手柄12使螺旋导电杆7底端的顶针推动金属结构物14向转动板3方向移动直至转动板3和顶针牢牢固定管状金属结构物14 ；
[0023]d)向下旋动旋转手柄12，使螺旋导电杆7破开管状金属结构物14的涂层直接和管状金属结构物14本体接触，此时继续旋动旋转手柄12，直至螺旋导电杆7顶端的螺旋钻头会钻入金属结构物14本体形成良好的电连接；
[0024]进行拆卸时:
[0025]e)首先反向旋动旋转手柄12，使螺旋导电杆7脱离管状金属结构物14 ;然后反向旋动旋转手柄12至卡具I圆弧顶端位置，此时推动卡具I两侧转动板3向卡具I内侧旋转，握住旋转手柄12向上拉动卡具1，即可拆下卡箍。
[0026]在步骤a)所处的位置，弹性体15保持转动板3压于限位杆6上，弹性体15未发生形变。
[0027]步骤c)过程中，转动板3的防滑帽4紧紧抵靠金属结构物14，以防止卡箍相对于金属结构物14移动；当步骤c完成后，弹簧9被压缩使旋转手柄12和金属结构物14间不会松动。[0028]当搭载参比电极或牺牲阳极、固定电缆或阴极点时，包括如下步骤之一:
[0029]搭载牺牲阳极时，将牺牲阳极的铁芯预先焊接在固定板2或卡具I上；牺牲阳极通过卡具I上的导向板10以及两条铜导线13和螺旋导电杆7电连接，而螺旋导电杆7通过螺旋钻头和金属结构物14电连接；
[0030]搭载参比电极时，将参比电极预先固定于固定板2上，然后将卡箍安装在金属结构物14上，参比电极即可测试周围金属结构物14的电位；
[0031]固定电缆时，将电缆预先固定在固定板2上，然后将卡箍安装在金属结构物14上，采用多个卡箍即可将电缆沿金属结构物14敷设在指定位置；
[0032]固定阴极点时，将阴极电缆预先和卡箍上的接线柱11连接，然后将卡箍安装在金属结构物14指定部位，此时阴极电缆通过接线柱11和卡具I电连接，而卡具I通过导向板10以及两条铜导线13和螺旋导电杆7电连接，螺旋导电杆7通过螺旋钻头和金属结构物14电连接。
[0033]本发明的有益效果在于:
[0034]结构简单，使用方便，大幅降低水下施工成本，减少水下施工工作量，提高工作效率的一种多功能快速安装卡箍及其使用方法。该卡箍具备搭载参比电极，搭载牺牲阳极，固定电缆，固定阴极点等多种功能。其用于实现海洋金属结构物的阴极保护快速施工，减少水下阴极保护装置安装的工作量和安装时间，降低安装成本和安装风险，可以更加有效的实现对海洋金属结构物的阴极保护，使其免受腐蚀破坏。
[0035]该卡箍安装便捷，可以快速固定于水下管状金属结构物上，仅需潜水员或ROV (水下机器人)即可完成施工。
[0036]该卡箍用途广泛，具备搭载参比电极，搭载牺牲阳极，固定电缆，固定阴极点等多种功能，可以实现多种海洋金属结构物阴极保护装置的水下安装，如海洋平台、海底管线、港工码头等，减少水下施工的工作量和安装时间，在深海环境中可以采用ROV施工，降低了安装成本和安装风险，可以更加有效的实现对海洋金属结构物阴极保护，使其免受腐蚀破坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1为本发明的多功能快速安装卡箍的结构示意图。
[0038]图2为图1中多功能快速安装卡箍的俯视图。
[0039]图3为图2中多功能快速安装卡箍A-A部分的剖视图。
[0040]图4为图1中多功能快速安装卡箍的主视图。
[0041]图5为图1中多功能快速安装卡箍的工作状态示意图。
[0042]附图标记
[0043]1卡具2固定板
[0044]3转动板4防滑帽
[0045]5转轴6限位杆
[0046]7螺旋导电杆8限位垫圈
[0047]9弹簧10导向板
[0048]11接线柱12旋转手柄[0049]13铜导线14管状金属结构物
[0050]15弹性体
【具体实施方式】
[0051]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0052]如图1-图5所示，图1为本发明的多功能快速安装卡箍的结构示意图；图2为俯视图；图3为图2中A-A部分的剖视图；图4为主视图；图5为多功能快速安装卡箍的工作状态示意图。
[0053]如图1所示，本发明的多功能快速安装卡箍包括两片U型板卡具1，两者通过固定板2焊接固定在一起，两片卡具I之间形成了空腔结构。 [0054]其中，卡具I的下端设置有转轴5和限位杆6，，限位杆6与卡具I之间固定连接，转轴5与卡具I之间轴连接，转轴5上连接有转动板3，转动板3的端部插合连接有防滑帽
4。卡具I下端的内部转轴5下方嵌有橡胶弹性体15,橡胶弹性体15的一侧与转动板3的下部顶压接触，橡胶弹性体15使转动板3的上部顶压在限位杆6上。
[0055]固定板2位于转动板3的上方卡具I的侧面，数目为两块，用于焊接固定参比电极或牺牲阳极或电缆或阴极点。固定板2的上方固定的设置有三块呈品字形排列的导向板10，导向板10为两层碳钢板，两层碳钢板之间具有空隙，导向板10上设置有旋转手柄12、螺旋导电杆7、限位垫圈8和弹簧9，螺旋导电杆7与旋转手柄12之间固定连接，构成了 T字形结构；弹簧9套接在螺旋导电杆7上，限位垫圈8固定在螺旋导电杆7上，弹簧9的一端顶在导向板10上，另一端顶在限位垫圈8上，螺旋导电杆7与导向板10的中部螺纹连接。螺旋导电杆7的端部设置有顶针，顶针为螺旋钻头，顶针与螺旋导电杆7在制造时一体成型，螺旋导电杆7穿过导向板10并使顶针露于导向板10的外部。
[0056]居中的一块导向板10上的螺旋导电杆7的两侧设置有接线柱11，接线柱11与居中的一块导向板10之间螺纹连接。两侧的导向板10上的螺旋导电杆7上设置有铜导线13，铜导线13的一端固定螺旋导电杆7上，另一端延伸并搭在卡具I上，用于增强螺旋导电杆7和卡具I间的导电性。
[0057]卡具1、固定板2、转动板3、旋转手柄12、限位杆6、转轴5为碳钢材质；螺旋导电杆7为高强钢材质；防滑帽4为聚氨酯材质。
[0058]本发明多功能快速安装卡箍的使用方法，包括如下步骤:
[0059]a)进行安装时，将快速安装卡箍置于管状金属结构物14上面，卡具I的底端和转动板3的防滑帽4接触金属结构物14的上部分，在此位置，橡胶弹性体15保持转动板3压于限位杆6上，橡胶弹性体15未发生形变；
[0060]b)向下推动卡具I使转动板3向卡具I内侧旋转，此时橡胶弹性体15被转动板3压缩，继续推动卡具I直至管状金属结构物14接触螺旋导电杆7底端的顶针位置，此时橡胶弹性体15回弹，转动板3再次被压回顶紧在限位杆6上；
[0061]c)向下旋动旋转手柄12使螺旋导电杆7底端的顶针推动金属结构物14向转动板3方向移动直至转动板3和顶针牢牢固定管状金属住结构物14，在此过程中防滑帽4可以防止快速安装卡箍相对于金属结构物14移动；此时，弹簧9被压缩使旋转手柄12和结构物14间不会松动；[0062]d)向下旋动旋转手柄12，使螺旋导电杆7破开管状金属结构物14的涂层直接和管状金属结构物14本体接触，此时继续旋动旋转手柄12，直至螺旋导电杆7顶端的螺旋钻头钻入金属结构物14本体并形成良好的电连接，同时螺旋导电杆7也会加强快速安装卡箍和管状结构物14间的稳固性，保持两者良好的电连接。
[0063]焊接固定参比电极、牺牲阳极、电缆或阴极点时，包括如下步骤:
[0064]搭载牺牲阳极时，可将牺牲阳极的铁芯预先焊接在固定板2或卡具I上；牺牲阳极通过卡具I上的导向板10以及两条铜导线13与螺旋导电杆7电连接，而螺旋导电杆7通过螺旋钻头和金属结构物14电连接，这样，牺牲阳极和金属结构物14就形成了良好的电连接，通过海水回路达到阴极保护的目的；
[0065]搭载参比电极时，将参比电极预先固定于固定板2上，然后将快速安装卡箍安装在金属结构物14上，参比电极即可测试周围金属结构物14的电位；
[0066]固定电缆时，将电缆预先固定在固定板2上，然后将快速安装卡箍安装在金属结构物14上，采用多个快速安装卡箍即可将电缆沿金属结构物14敷设在制定位置；
[0067]固定阴极点时，将阴极电缆预先和快速安装卡箍上的接线柱11连接，然后将快速安装卡箍安装在金属结构物14指定部位，此时阴极电缆通过接线柱11和卡具I电连接，而卡具I通过导向板10以及两条铜导线13和螺旋导电杆7电连接，螺旋导电杆7通过螺旋钻头和金属结构物14电连接，这样阴极电缆和金属结构物14就形成了良好的电连接，达到快速固定阴极点的目的。
[0068]拆卸时，包括如下步骤:多功能快速安装卡箍拆卸时，首先反向旋动旋转手柄12，使螺旋导电杆7脱离金属结构物14 ;然后继续反向旋动旋转手柄12至卡具I圆弧顶端位置，此时推动卡具I两侧转动板3向卡具I内侧旋转，握住旋转手柄12向上拉动卡具1，即可将多功能快速安装卡箍拆下。
[0069]数据比较:现以浅水下安装牺`牲阳极，管线为500米，每隔10-15米安装一牺牲阳极为例，比较如下:
[0070]
【权利要求】
1.一种多功能快速安装卡箍，包括两片U型的卡具(I )，两片卡具(I)由固定板(2)固定且二者之间形成空隙，其特征在于， 卡具(I)的开口端分别设置绕转轴(5)转动的转动板(3)，转动板(3)的外部端为防滑帽(4)，两片卡具(I)之间的转轴(5)下方嵌有弹性体(15)，转动板(3)的内部端与弹性体(15)为弹性接触；卡具(I)的圆弧端设置有三块品字形排列的导向板(10)，各导向板(10)与卡具(I)之间有电连接。
2.如权利要求1所述的快速安装卡箍，其特征在于，各个导向板(10)上依次设置有旋转手柄(12 )、螺旋导电杆(7 )、限位垫圈(8 )和弹簧(9 );居中的导向板(IO )上的螺旋导电杆(7)的两侧设置有接线柱(11);两侧导向板(10)上的螺旋导电杆(7)上设置有铜导线(13)。
3.如权利要求1所述的快速安装卡箍，其特征在于，卡具(I)的开口端分别设置限位杆(6)，限位杆(6)与卡具(I)之间为固定连接，所述转轴(5)与卡具(I)之间为轴连接，转动板(3)的外部端插合连接有防滑帽(4)。
4.如权利要求1所述的快速安装卡箍，其特征在于，所述弹性体(15)的一侧与转动板(3)的内部端 顶压接触，弹性体(15)使转动板(3)的上部顶压在限位杆(6)上，转动板(3)位于固定板(2)的下方。
5.如权利要求1所述的快速安装卡箍，其特征在于，所述固定板(2)位于转动板(3)的上方卡具(I)的侧面，用于搭载参比电极或牺牲阳极、固定电缆或阴极点。
6.如权利要求1所述的快速安装卡箍，其特征在于，所述导向板(10)为两层碳钢板，两层碳钢板之间具有空隙。
7.如权利要求2所述的快速安装卡箍，其特征在于，所述螺旋导电杆(7)与旋转手柄(12)之间固定连接，构成了 T字形结构；弹簧(9)套接在螺旋导电杆(7)上，限位垫圈(8)固定在螺旋导电杆(7)上，弹簧(9)的一端顶在导向板(10)上，另一端顶在限位垫圈(8)上，螺旋导电杆(7)与导向板(10)的中部螺纹连接。
8.如权利要求1所述的快速安装卡箍，其特征在于，所述螺旋导电杆(7)的端部为顶针，顶针为螺旋钻头，顶针与螺旋导电杆(7)在制造时一体成型，螺旋导电杆(7)穿过导向板(10)并使顶针露于导向板(10)的外部。
9.如权利要求1所述的快速安装卡箍，其特征在于，居中的导向板(10)的螺旋导电杆(7)两侧设有接线柱(11)，接线柱(11)与居中的导向板(10)之间螺纹连接；两侧的导向板(10)的螺旋导电杆(7)上设有铜导线(13)，铜导线(13)的一端固定在螺旋导电杆(7)上，另一端延伸并搭在卡具(I)上，用于增强螺旋导电杆(7)和卡具(I)间的导电性。
10.根据权利要求1所述的快速安装卡箍，其特征在于，所述卡具(I)、固定板(2)、转动板(3)、旋转手柄(12)、限位杆(6)、转轴(5)为碳钢；所述螺旋导电杆(7)为高强钢；所述防滑帽(4)为聚氨酯，弹性体(15)为橡胶。
11.一种如权利要求ι-?ο之一所述的多功能快速安装卡箍的使用方法，其特征在于，依序包括如下步骤: 进行安装时: a)将卡箍的开口端置于待连接的管状金属结构物(14)上面，卡具(I)的开口端和转动板(3)的防滑帽(4)接触管状金属结构物(14)的上部； b )向下推动卡具(I)使转动板(3 )向卡具(I)内侧旋转，此时弹性体(15 )被转动板(3 )压缩变形；继续推动卡具(I)直至管状金属结构物(14)接触螺旋导电杆(7)底端的顶针位置，此时弹性体(15)回弹，转动板(3)再次被压回顶紧在限位杆(6)上； c)向下旋动旋转手柄(12)使螺旋导电杆(7)底端的顶针推动金属结构物(14)向转动板(3)方向移动直至转动板(3)和顶针牢牢固定管状金属结构物(14); d)向下旋动旋转手柄(12)，使螺旋导电杆(7)破开管状金属结构物(14)的涂层直接和管状金属结构物(14)本体接触，此时继续旋动旋转手柄(12)，直至螺旋导电杆(7)顶端的螺旋钻头会钻入金属结构物(14)本体形成良好的电连接； 进行拆卸时: e)首先反向旋动旋转手柄(12)，使螺旋导电杆(7)脱离管状金属结构物(14);然后反向旋动旋转手柄(12)至卡具(I)圆弧顶端位置，此时推动卡具(I)两侧转动板(3)向卡具(O内侧旋转，握住旋转手柄(12)向上拉动卡具(1)，即可拆下卡箍。
12.如权利要求11所述的使用方法，其特征在于，在步骤a)所处的位置，弹性体(15)保持转动板(3)压于限位杆(6)上，弹性体(15)未发生形变。
13.如权利要求11所述的使用方法，其特征在于，在步骤c)过程中，转动板(3)的防滑帽(4)紧紧抵靠金属结构物(14)，以防止卡箍相对于金属结构物(14)移动；当步骤c)完成后，弹簧(9)被压缩使旋转手柄(12)和金属结构物(14)间不会松动。
14.如权利要求11所述的使用方法，其特征在于，当搭载参比电极或牺牲阳极、固定电缆或阴极点时，包括如下步骤之一: 搭载牺牲阳极时，将牺牲阳极的铁芯预先焊接在固定板(2)或卡具(I)上；牺牲阳极通过卡具(I)上的导向板(10)以及两条铜导线(13)和螺旋导电杆(7)电连接，而螺旋导电杆(7)通过螺旋钻头和金属结构物(14)电连接； 搭载参比电极时，将参比电极预先固定于固定板(2)上，然后将卡箍安装在金属结构物(14)上，参比电极即可测试周围金属结构物(14)的电位； 固定电缆时，将电缆预先固定在固定板(2)上，然后将卡箍安装在金属结构物(14)上，采用多个卡箍即可将电缆沿金属结构物(14)敷设在指定位置； 固定阴极点时，将阴极电缆预先和卡箍上的接线柱(11)连接，然后将卡箍安装在金属结构物(14)指定部位，此时阴极电缆通过接线柱(11)和卡具(I)电连接，而卡具(I)通过导向板(10)以及两条铜导线(13)和螺旋导电杆(7)电连接，螺旋导电杆(7)通过螺旋钻头和金属结构物(14)电连接。
【文档编号】C23F13/06GK103834949SQ201410063097
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】尹鹏飞, 韩冰, 杨朝晖, 张波, 张伟, 董彩常, 郑志建 申请人:青岛钢研纳克检测防护技术有限公司, 钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所