专利名称：大抓力锚的制作方法
技术领域：
本发明属于海洋工程技术，具体涉及一种用锚。
背景技术：
在固定工程船舶或者例如海洋石油钻井平台等海洋施工平台的场合，需要用到大抓力的锚。这样的锚例如ZL01808677和ZL200510078118所述的，具有锚爪和一端连接锚爪的锚柄，锚柄另一端用于连接锚链或类似物件，利用锚链或类似物件将锚放入水中，然后拖拽锚柄使得锚爪锚入海底的泥土或者砂石中，依靠锚爪与海底的抓地作用和锚本身的重量将海洋施工平台或工程船舶固定。现有技术中为了提高锚的抓力，通常可以增加锚的体积和重量，同时通过改变锚爪的形状来提高锚爪的抓地深度和牢固程度。但是增加锚的自重和体积又会导致锚的结构牢固程度不足，尤其是在拖拽过程中容易受阻力和自重而变形、损坏。况且锚体积、重量的增加也增加了加工、运输和使用成本。通过改变锚爪形状的办法来增加锚抓力的办法也显得很困难，国内外鲜有报道， 例如前述的ZL200510078118是在对ZL01808677进行改进的基础上将锚爪的上表面设置的倾斜向下，有利于在保证锚结构强度的前提下便于锚爪入土抓地。但是这样的结构也有明显的缺陷，那就是倾斜向下的上表面既利于锚爪入土，同样也减小了锚爪出土的阻力，在风浪等情况下，锚链移动就可能将锚拖拽导致位移或者拔出。所以该锚的实际性能几乎未见提闻。所以要在基本不增加锚成本的前提下提高锚的抓力是本领域长期以来的技术难题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种抓地能力更好的大抓力锚。为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是一种大抓力锚，包括锚爪和锚柄，锚柄的后端与锚爪连接，锚柄前端位于锚爪上前方，锚柄前端上设置与锚链连接的连接装置，其特征在于所述的锚爪为中空结构，锚爪上设置连通内腔和外部的通孔。由上述技术方案可知本发明的锚的锚爪为中空结构，这样的结构降低了锚本身的自重，同时中空的箱形结构的锚爪可以利用表面的相互支撑提供足够的结构强度，保证锚爪的结构牢固，避免在被拖拽的过程中锚爪变形或损坏。本发明的突出改进在于，要在锚爪上开设通孔，使得锚爪内腔与外部连通，这样在锚入水之后，海水可以进入锚爪内腔，锚爪内腔的空气会被排出，这样锚的自重会显著增大，同时因为锚爪内腔进水了，所以锚爪受到的浮力又显著降低。而锚柄只是杆体或者板体结构，本身所受浮力和自重在整个锚中比例较小，所以锚爪自重显著增加、浮力显著减小，就使得整个锚的自重显著增加、浮力显著减小；这样锚的抓力显著提高。更意料不到的是，海水、海底的泥沙都是具有粘性的，锚爪上的通孔在进水、或与海底的泥砂接触之后，因为这些物料粘性作用，锚爪更难以与之分离，进一步增大了结合力，锚的抓力提高。同一锚在未开孔时抓力为450T时，开孔后可增加10% 以上，达510T。本发明通过简单的结构改进，不改变锚的自重，不增加成本，显著提高了锚的抓力。
图I是本发明的主视2是图I的右视3是图I的俯视4是图I的仰视5是图I中的D-D向剖视图6是锚的立体图7是图6所述的锚的仰视状态的立体图。
具体实施例方式结合图I到7所示的一种大抓力锚，优选的锚结构包括锚爪I和锚柄2，锚柄2的后端与锚爪I连接，锚柄2前端位于锚爪I上前方,也就是图I中所示的右侧为前方、左侧为后方；锚柄2前端也就是图I所示的右上侧的端部上设置与锚链或绳索等类似物连接的连接装置3，锚爪I、锚柄2、连接装置3等部件的具体结构和形状可以参考现有技术或者进行创新改进均可，只要根据所需的抓力合理设计相关和选择即可。本发明的核心改进是在不增加自重和加工成本、材料成本的前提下提高锚的抓力，因此本发明创造性地设置了锚爪I 的结构，具体就是锚爪I为中空结构，同时锚爪I上设置连通内腔和外部的通孔4。进一步的改进是所述的通孔4设置多个并位于锚爪I的下表面。根据本发明的发明目的和技术原理可以知道，通孔4可以是设置在锚爪I上的任何部位，只要能使得海水进入锚爪I的中空内腔即可。而设置在下表面时，不仅能保证进水的作用，同时利于泥沙与通孔接触，起到增大抓力的作用。同时，拔出锚时，因为通孔4在下，则泥沙和海水可以经通孔排出，便于收锚，也不增加收起锚时锚的自重。当然，在通孔4设置在下表面时，锚入水时可能存在锚爪I内腔空气不能排净的情况，但是因为海底海水的压力作用，未排净的空气体积会被压缩的很小，所以海水还是能充满内腔的绝大部分空间，实现本发明的效果和目的。进一步的，优选的锚爪I结构是所述的锚爪I位于锚柄2左右两侧的部分形状对称，并呈后端大、前端小，左右两侧边缘厚、越向中间越薄，前端具有分叉的形状。也就是结合图I到4所示的，锚爪I类似于两个中间相连的菱角状。这样在锚落到海底之后，在被锚链向前拖拽，也就是锚如图I中箭头所示的方向运动时，锚爪I更容易插入海底的泥沙之中。铺入水时如端被铺链拖拽着位于上部、后端朝下。而要构造成这样的外形并且具有中空内腔的锚爪1，可以有多种具体的实施方式， 优选的是如图1、3、6所示的所述的锚爪I的上表面12包括由锚柄2处分别向左右两侧斜向下延伸的两个上斜面121、122，锚爪I下表面包括由中间位置分别向左右两侧斜向下延伸的两个下斜面111、112，两下斜面111、112前侧与上斜面121、122前侧相接，下斜面111、 112向下的斜度大于上斜面121、122向下的斜度，下斜面111、112具有从前到后向下的斜度。换句话说就是下斜面121、122斜向下向后延伸。这就保证了锚爪I在厚度尺寸上前小后大，并且这样锚爪I下落后锚爪的分叉尖端自然朝下，便于插入泥沙。进一步优选的锚柄2及相应的锚爪I结构是所述的锚柄2由左右对称的两个立板21、22通过多个中间筋板23连接构成，立板21、22的至少与锚爪I连接的部位板面沿前后方向延伸设置，所述的锚爪I上表面12包括两立板21、22之间后端平齐、前端边缘轮廓呈内凹V形的中间面123，所述的上斜面121、122由立板21、22处向锚爪I左右两侧延伸， 中间面123和两个上斜面121、122位于前侧的边缘整体呈双尖向前的W形；
所述的锚爪I位于左右两侧的边缘部位具有竖直向下的立面13、14，立面13、14与下斜面111、112之间由斜度大于下斜面111、112的边缘斜面113、114过渡，立面13、14和边缘斜面113、114构成向下的凸角部15、16。边缘整体呈双尖向前的W形前侧边缘也就是优选的分叉结构，这样的结构关于柄 I左右对称。立板21、22可以在前端间距逐渐缩小，减小整个锚的体积和重量，同时也保证锚柄2对锚爪I的连接力可靠。立面13、14和边缘斜面113、114构成的凸角部15、16是为了在保证结构强的的前提下，增大锚爪I两侧边缘的重量，同时大尺寸的部件增大锚爪I与泥沙的结合面积和能力。至于锚爪I后侧的设置方式可以是竖直面构成也可以是围合上下表面的圆弧面过渡。优选的结构是所述锚爪I表面包括位于锚柄2后端斜向后下方延伸的后斜面17， 后斜面17两端的下方斜向下、向前设置倒斜面171、172，倒斜面171、172与下斜面111、112 和立面13、14、边缘斜面113、114相接，两个下斜面111、112与后斜面17中部的下边缘间由斜向上前方延伸的三角面173连接；所述的通孔4靠近锚爪I后端并大致沿锚爪I宽度方向排布。这样的后斜面17减小锚爪I出土时的阻力。同时倒斜面可以在锚入水时最先接触到海底，然后整个钝角状的锚爪I后端可以避免插入泥沙太深而不能向前方倒下，影响后续的拖拽入土动作。同时这样的结构中避免了内腔的狭缝，加工方便，结构也牢固可靠。优选的，如图6所示，锚爪I与锚柄2连接的优选结构包括所述的构成锚柄2的两立板21、22下端部211、221呈开口向下的U形，U形的前侧端头与锚爪I铰接，铰接轴23、 24沿锚爪I宽度方向设置；U形的后侧端头设置销孔25、26，锚爪I上与销孔25、26对应位置设置两个带孔耳板，中部与销孔25、26配合的销子两端固定在耳板上的孔内；所述的销孔25、26沿以铰接轴23、24轴芯为圆心的同一圆弧设置多个，锚爪I上与设置销孔25、26的端头对应位置设置供该端头绕铰接轴23、24转动的凹腔。这样锚柄2可以绕着铰接轴23、 24转动，同时利用不同位置的销孔25、26实现对锚柄2角度的调整，以适合不同软硬的海底泥沙状况的需要。优选的参数设置三种可调角度，例如分别为32度、41度、51度，分别针对硬地、沙地、泥地，由此调节其抓紧力。进一步的，如图5所示，所述的锚爪I包括分别设置在两个立板21、22后端正下方的支撑梁18、19，支撑梁18、19由锚爪I后端延伸到最前端；所述的铰接轴23、24和耳板设置在支撑梁18、19上部，所述的支撑梁18、19中部位于锚爪I的内腔，支撑梁18、19下部凸显在下斜面111、112以下，支撑梁18、19凸显在锚爪I下斜面111、112以下的部分中前部尺寸大、越向后端越小；所述的凸角部15、16与支撑梁18、19下部前端位于同一斜向上前方的平面。支撑梁18、19起到了支撑整个锚爪I和锚柄2的作用，同时锚爪I的其余部分与支撑梁18、19焊接，锚柄2与支撑梁18、19连接，保证锚爪I与锚柄2连接牢固可靠。支撑梁18、19下部就像雪橇的下部结构，可以防止锚爪I下部的薄壁被磨损。所述的斜向前侧上方倾斜的平面也就是如图I所示的，支撑梁18、19前侧底面和凸角部15、16构成的四个部位与支撑面接触，保证锚爪I的尖端部位朝下，便于拖拽时插入泥沙；也便于在加工、运输时平稳放置。进一步的，所述的支撑梁18、19为中空的结构，所述凹腔由支撑梁18、19内腔构成；所述的支撑梁18、19的前端封闭、后端开口。也就是支撑梁18、19位于销孔25、26下方的区域上板面留空，保证锚柄2可以绕铰接轴23、24转动，同时进入的海水又可以经支撑梁 18、19后端的未封闭的口部排出，避免锚爪拖拽时的流体阻力。进一步的，所述的支撑梁18、19上部设置两个大耳板，所述的铰接轴23、24两端固定在大耳板上设置的固定孔内；所述锚爪I的中间面123位于两个铰接轴23、24内端的部分分别由盖板124、125的上表面构成，盖板124、125下方为下沉的开口朝向铰接轴23、 24的凹槽126、127，盖板124、125固定在凹槽126、127周边的中间面123上；所述的铰接轴 23,24内端抵靠盖板124、125边缘、外端抵靠下斜面111、112内边缘。这也就是设置优选的支撑梁18、19与铰接轴23、24的设置方式，这样既能保证铰接轴23、24位置不太高，连接牢固可靠，盖板124、125边缘、下斜面111、112内边缘抵靠铰接轴23、24的结构非常简单，但实用可靠，保证铰接轴23、24的轴向、径向位置。而盖板124、125的设置可以方便安装铰接轴23、24，这样就可以在锚爪I主体加工完成后,装配锚柄2和铰接轴23、24，然后安上盖板 124、125实现整个锚的装配和连接。此结构简单巧妙，又很实用。进一步的，所述的后斜面17中间位置设置吊耳5，支撑梁18、19下部中间位置设置吊耳6、7。这样便于使用和加工过程中起吊和移动各部件。进一步的，所述的锚柄2后端靠后侧设置用于连接吊钩或绳索的连接孔27。此连接孔27设置具有极其显著的技术效果，该孔可以在海底条件复杂造成锚不能拔出时向后方稍微拖拽锚柄2,松动锚爪I,便于将锚拔出。进一步的，所述的连接装置3包括连接两立板21、22前端的连接轴31，U形卸扣32 的两端固接在套筒33上，套筒33套设于连接轴31上，套筒33与连接轴31转动配合。这就是连接装置的优选结构，避免了 U形卸扣32直接与连接轴31连接而被磨损的问题，延长锚的使用寿命。
权利要求
1.一种大抓カ锚，包括锚爪(1)和锚柄(2)，锚柄(2)的后端与锚爪(1)连接，锚柄(2) 前端位于锚爪(1)上前方，锚柄(2)前端上设置与锚链连接的连接装置(3)，其特征在干所 述的锚爪(1)为中空结构，锚爪(1)上设置连通内腔和外部的通孔(4)。 .2· 一种大抓力锚，包括锚爪(I)和锚柄(2),锚柄(2)的后端与锚爪(I)连接,锚柄(2) 前端位于锚爪(I)上前方，锚柄(2)前端上设置与锚链连接的连接装置(3)，其特征在于所述的锚爪(I)为中空结构，锚爪(I)上设置连通内腔和外部的通孔(4)。
2.根据权利要求I所述的一种大抓力锚，其特征在于所述的通孔(4)设置多个并位于锚爪(I)的下表面。
3.根据权利要求2所述的一种大抓力锚，其特征在于所述的锚爪(I)位于锚柄(2)左右两侧的部分形状对称，并呈后端大、前端小，左右两侧边缘厚、越向中间越薄，前端具有分叉的形状。
4.根据权利要求3所述的一种大抓力锚，其特征在于所述的锚爪(I)的上表面(12) 包括由锚柄(2)处分别向左右两侧斜向下延伸的两个上斜面(121、122)，锚爪(I)下表面包括由中间位置分别向左右两侧斜向下延伸的两个下斜面(111、112 )，两下斜面(111、112 ) 前侧与上斜面(121、122 )前侧相接，下斜面(111、112 )向下的斜度大于上斜面(121、122 )向下的斜度，下斜面(111、112)具有从前到后向下的斜度。
5.根据权利要求4所述的一种大抓力锚，其特征在于所述的锚柄(2)由左右对称的两个立板(21、22)通过多个中间筋板(23)连接构成，立板(21、22)的至少与锚爪(I)连接的部位板面沿前后方向延伸设置，所述的锚爪(I)上表面(12)包括两立板(21、22)之间后端平齐、前端边缘轮廓呈内凹V形的中间面(123)，所述的上斜面(121、122)由立板(21、22) 处向锚爪(I)左右两侧延伸，中间面(123)和两个上斜面(121、122)位于前侧的边缘整体呈双尖向前的W形；所述的锚爪(I)位于左右两侧的边缘部位具有竖直向下的立面(13、14)，立面(13、14) 与下斜面(111、112)之间由斜度大于下斜面(111、112)的边缘斜面(113、114)过渡，立面 (13、14)和边缘斜面(113、114)构成向下的凸角部(15、16)。
6.根据权利要求5所述的一种大抓力锚,其特征在于所述锚爪(I)表面包括位于锚柄(2 )后端斜向后下方延伸的后斜面(17),后斜面(17 )两端的下方斜向下、向前设置倒斜面(171、172)，倒斜面(171、172)与下斜面(111、112)和立面(13、14)、边缘斜面(113、114) 相接，两个下斜面(111、112)与后斜面(17)中部的下边缘间由斜向上前方延伸的三角面 (173)连接；所述的通孔(4)靠近锚爪(I)后端并大致沿锚爪(I)宽度方向排布。
7.根据权利要求5所述的一种大抓力锚，其特征在于所述的构成锚柄(2)的两立板 (21、22)下端部(211、221)呈开口向下的U形，U形的前侧端头与锚爪(I)铰接，铰接轴(23、 24)沿锚爪(I)宽度方向设置山形的后侧端头设置销孔(25、26)，锚爪(I)上与销孔(25、 26)对应位置设置两个带孔耳板，中部与销孔(25、26)配合的销子两端固定在耳板上的孔内；所述的销孔(25、26)沿以铰接轴(23、24)轴芯为圆心的同一圆弧设置多个，锚爪(I)上与设置销孔(25、26)的端头对应位置设置供该端头绕铰接轴(23、24)转动的凹腔。
8.根据权利要求7所述的一种大抓力锚，其特征在于所述的锚爪(I)包括分别设置在两个立板(21、22)后端正下方的支撑梁(18、19)，支撑梁(18、19)由锚爪(I)后端延伸到最前端；所述的铰接轴(23、24)和耳板设置在支撑梁(18、19)上部，所述的支撑梁(18、19) 中部位于锚爪(I)的内腔，支撑梁(18、19)下部凸显在下斜面(111、112)以下，支撑梁(18、 19)凸显在锚爪(I)下斜面(111、112)以下的部分中前部尺寸大、越向后端越小；所述的凸角部(15、16)与支撑梁(18、19)下部前端位于同一斜向上前方的平面。
9.根据权利要求8所述的一种大抓力锚，其特征在于所述的支撑梁(18、19)为中空的结构，所述凹腔由支撑梁(18、19)内腔构成；所述的支撑梁(18、19)的前端封闭、后端开口。
10.根据权利要求9所述的一种大抓力锚，其特征在于所述的支撑梁(18、19)上部设置两个大耳板，所述的铰接轴(23、24)两端固定在大耳板上设置的固定孔内；所述锚爪(I) 的中间面(123)位于两个铰接轴(23、24)内端的部分分别由盖板(124、125)的上表面构成， 盖板(124、125)下方为下沉的开口朝向铰接轴(23、24)的凹槽(126、127)，盖板(124、125) 固定在凹槽(126、127)周边的中间面(123)上；所述的铰接轴(23、24)内端抵靠盖板(124、 125)边缘、外端抵靠下斜面(111、112)内边缘。
11.根据权利要求5到10中任意一项所述的一种大抓力锚，其特征在于所述的后斜面(17)中间位置设置吊耳(5)，支撑梁(18、19)下部中间位置设置吊耳(6、7)。
12.根据权利要求5到10中任意一项所述的一种大抓力锚，其特征在于所述的锚柄(2)后端靠后侧设置用于连接吊钩或绳索的连接孔(27)。
13.根据权利要求5到10中任意一项所述的一种大抓力锚，其特征在于所述的连接装置(3)包括连接两立板(21、22)前端的连接轴(31)，U形卸扣(32)的两端固接在套筒 (33)上，套筒(33)套设于连接轴(31)上，套筒(33)与连接轴(31)转动配合。
全文摘要
本发明涉及一种用锚，一种具有更好的抓地能力的大抓力锚，包括锚爪和锚柄，锚柄的后端与锚爪连接，锚柄前端位于锚爪上前方，锚柄前端上设置与锚链连接的连接装置，其特征在于所述的锚爪为中空结构，锚爪上设置连通内腔和外部的通孔；这样在锚入水之后，海水可以进入锚爪内腔，锚爪内腔的空气会被排出，这样锚的自重会显著增大，同时因为锚爪内腔进水了，所以锚爪受到的浮力又显著降低。再结合海水、海底的泥砂的粘性作用，锚的抓力提高；适合对锚抓力要求较大的场合使用。
文档编号B63B21/30GK102582791SQ201210068528
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者刘兴烈 申请人:重庆鑫业船舶件有限公司