专利名称：用于近海平台张力锚泊定位的可转换的活节机械联接器及其底座的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可转换的活节机械联接器及其底座，用来将张力腿近海平台的锚泊定位装置用机械方法连接到设在海底的基础上。
众所周知，这种海洋平台是使用一组张力锚泊装置定位到海底，其中使用了一种可转换的机械联接器，它可以与有意装在基础上的底座相连接，从而使平台与海底处的基础连接起来。
原有的各种用来把张力腿式近海平台连接到海底的可转换的机械联接器，要求其组件能用机械方法或液压方法操纵，以使联接器能与基础上的相应底座连接上或脱开。
在海底进行这种操纵就需要使用辅助设备或需要在平台和联接器之间安装液压管路，从而势必增加开支，延长操作时间，此外还可能由于上述联接器操纵设备或其元件不正常工作而导致操纵失误的危险。
本发明的目的就是为了消除上述缺点，提出一种简单地将定位装置下降、升起和旋转就能自动与相应的底座连接上和脱开的独特的联接器。
除此以外，本发明提出的联接器只由少量零件组成，具有结构十分简单、制造成本低、操作可靠以及有把握地进行连接和脱开等优点。
由于联接器采用了如下结构，上述目的得以实现联接器是一中空的壳体，其顶端敞开，其外表面上有一组外突的齿，它们布置得成旭日形沿径向外伸，在壳体底部装有一圆筒形附件，使联接器较容易地插进底座中并正确地在底座中定位。
在联接器壳体内侧，安装有环形挠性件，而在此挠性件内侧则安装有一个环;该环支靠在一杆棒底端处平截头圆锥体形或球形的粗大部的顶面上。
上述杆棒通过联接器中空壳体的顶部开口向上伸出，杆棒顶端焊接到近海平台定位装置的底端，或者用其它方法使杆棒与锚泊定位装置连成一体。
上述圆环以及与它相连的零件，即挠性件、联接器壳体和相应的附件，可以绕垂直轴相对于杆棒旋转。
安装在基础上的联接器的底座，是一个圆筒，在其内侧面上开有若干凹槽;而在这些凹槽之间至少又开有一组进口凹槽，其数量等于凸齿的数量;在进口凹槽之间开有一组其顶端封死的凹槽，用来卡住凸齿。
只要将联接器完全插进底座，然后提起联接器，就可以使联接器与相应的底座卡住而连接起来。
当联接器插进时，凸齿滑进底座圆筒体内侧面上的进口凹槽，倾斜的凹槽使联接器的壳体绕垂直轴旋转;当将联接器提升起时，由于在插进时产生的旋转造成的影响，凸齿滑进顶端封死的凹槽里，并卡在凹槽的顶端。
只要使联接器充分地在底座内下降，然后使它从底座里向外退缩，就可以使联接器与底座脱开。
当联接器下降时，凸齿顺倾斜凹槽移动，从而使联接器绕垂直轴作进一步旋转;然后将联接器提升时，由于在下降时产生的旋转造成的影响，凸齿转入进口凹槽，从而可以将联接器从底座中抽出。
在联接器卡在底座中时，由锚泊定位装置传递来的力通过凸齿、联接器本体、挠性件、圆环和杆棒传递给上述的底座;由于挠性件的变形能力，近海平台的定位装置能相对于垂直轴倾斜而稍作摆动。
通过下面的介绍可以了解本发明的其它特点和各种推荐的实施方案;介绍是结合附图进行的，只介绍了一种推荐实施方案，这仅是示范性的，具体介绍对本发明范围没有限制作用，就是说在本发明范围内可以作技术性或结构性改动。
图1是根据本发明设计的插入并卡在相应的底座中的联接器的部分剖视图;
图2是根据本发明设计的联接器底座的垂直剖视图;
图3是根据本发明设计的联接器的部分剖视图，其中联接器全部插进了相应的底座中，杆棒和定位装置相对于垂直方向有所倾斜。
参见各图，联接器是由下列各部分组成;顶端敞开的中空壳体1，在其外表面上有一组外突的齿2，它们布置成旭日形沿径向外伸，另有一个安装在壳体底部的附件3。
上述附件3的上横剖面等于联接器的中空体1的下底横剖面，附件3的横剖面向下就逐渐减小，减到某一直径之后横剖面就保持不变，成为圆筒形，在附件下底部可能装有一圆锥体或半球体。
杆棒4通过联接器中空壳体1的顶部开口向上伸出，其顶端焊接到近海平台定位装置5的底端，或者用其它方法使杆棒4与定位装置5连成一体。
在联接器的中空体1中的杆棒4的底端处有一个粗大部6，在该粗大部6的上部最好成平截头圆锥体形或球形(至少部分成圆锥形或球形)。
杆棒4，通过粗大部6的底端，支靠在安装在附件3之内的球形座7上。
在粗大部6的上表面(最好成平截头圆锥体形或球形)上装有圆环8，该圆环能绕垂直轴相对于杆棒旋转。
在圆环8的外表面和中空体1的内表面之间装有环形的挠性件9，它是用弹性材料和金属制成，或者用其它适当材料制成;在挠性件9发生弹性变形时，杆棒4以及定位装置5的下端就可以相对于垂直方向倾斜(如图3中所示)。
固定在海底的基础上的底座是一圆筒11，其顶部有一进入锥体10。在圆筒11的内侧开有凹槽12、13、14和15;当联接器中空体插入底座或从底座抽出时，其上的凸齿2就在凹槽12、13、14和15内滑动。
在圆筒11内侧的上述凹槽区之下，安装有对中锥体17;该锥体顶部开口的直径等于圆筒11的内径，而该锥体底部开口的直径稍大于附件3的圆筒形部的直径;在对中锥体17的底端装有对中环18。
在圆筒11的上端部附近开设有进口凹槽12，其数量等于凸齿2的数量。在上部，每一个进口凹槽12的侧壁相对于垂直方向是倾斜的，向下是逐渐收缩的;在底部，壁12a向下是发散的，而壁12b是垂直向下的。
在靠近圆筒11的上端部，在进口凹槽12之间开设有顶端封死的凹槽。每一个顶端封死的凹槽13的侧壁13a(它与进口凹槽12的壁12b相邻)是倾斜的，向上是逐渐收缩的;而每一个顶端封死的凹槽13的侧壁13b是垂直向下的;上述凹槽13由一表面把凹槽顶端封死，凸齿2可进入凹槽并支靠在该表面上。
在圆筒11内侧、进口凹槽12和顶端封死凹槽13的下方开设有下侧进口凹槽14。
下侧进口凹槽14的数量等于凸齿的数量，每一个凹槽14有一侧壁14a;侧壁14a在上侧进口凹槽12的最窄小剖面处的垂直平面处开始，并继续向下倾斜，向着第二侧壁14b逐渐靠近;第二侧壁14b成垂直状，处在顶端封死的凹槽13的倾斜侧壁之下。
下侧出口凹槽15开设在圆筒11内侧、进口凹槽12和顶端封死的凹槽13下方，并处在下侧进口凹槽14之间。
每一个下侧出口凹槽15有一个侧壁15a，它在顶端封死的凹槽13的下部端处开始，并继续向下倾斜，向着第二侧壁15b逐渐靠近;第二侧壁15a成垂直状，处在上侧进口凹槽12的倾斜的、向下收缩的侧壁之下。
当将联接器插入圆筒11中时，联接器就卡住在相应的底座内，其间联接器的中空体1的凸齿2进入了进口凹槽12中;直到凸齿滑入下侧进口凹槽14，联接器的插入过程才终结。
在联接器下降的过程中，由于进口凹槽12和下侧进口凹槽14的侧壁斜度的作用，联接器的中空体1以及挠性件9和圆环8就绕垂直轴旋转。
在联接器下降的过程中，圆筒形的附件3在对中锥体17的导引下进入对中环18;当联接器全部插入底座时，联接器的中空体1就支靠在对中锥体17上(参见图3)。
在联接器完全插进底座之后，将它提升起，联接器的中空体1的凸齿2进入顶端封死的凹槽13中，凸齿2在凹槽的顶端处停住，此时凸齿正好支靠在圆筒11的表面16上。
在凸齿支靠在表面16上之后，联接器的本体1就不会作垂直方向、水平方向移动或转动。
当将联接器提升起时，由于顶端封死的凹槽的侧壁13a的斜度的作用，联接器的本体1、挠性体9和圆环8就绕垂直轴旋转。
当要使联接器和底座脱开时，只需使联接器再次在圆筒11内下降，于是联接器的本体1的凸齿2脱出顶端封死的凹槽13，并进入下侧出口凹槽15。在联接器在底座内下降到底之后，联接器又提升起，凸齿2滑入进口凹槽12之中，从而使联接器能从底座中脱出。
在使联接器与底座连接起来或脱开而将联接器下降和提升的过程中，由于下侧出口凹槽的侧壁15a和进口凹槽侧壁12a的斜度的作用，联接器的本体1、挠性件9和圆环8绕垂直轴旋转。
联接器也可以不装圆环8，而使挠性件9直接装在杆棒8的粗大部分6;如采用这种结构，按上述顺序仍可以进行联接器与底座的连接和脱开作业;但当联接器在底座内升起或下降时，杆棒4和定位装置5也将发生旋转。
图2中所示的凹槽的形状使得只需将联接器下降和提升就能把联接器与底座连接上或脱开，而不需要控制联接器的本体的旋转量，这些都取决于凹槽的几何形状;但是，只要开设有联接器的凸齿用的进口凹槽和出口凹槽，开设有当凸齿进入顶端封死的凹槽之后凸齿和联接器本体就不会作垂直、水平运动的顶端封死的凹槽，则凹槽还可以采用其它的几何形状。
权利要求
1.一种可转换的机械联接器及其底座，其中底座设在基础之上，用来把张力腿型近海平台的锚泊定位装置固定到上述基础上，联接器使锚泊定位装置能够连接到上述底座上或能够从底座上脱下；其特征在于，联接器是一顶端开口的中空壳体，其外表面上有一组外凸的齿，它们布置成旭日形沿径向外伸，在壳体底部装有一倒置锥体形附件；通过中空壳体的顶部开口向上伸出一个杆棒，该杆棒顶端与近海平台定位装置的底端连成一体，杆棒的在中空壳体内的另一端处有一粗大部，在该部底端处最好成平截头圆锥体形成部分球形；在上述粗大部位的上表面和中空壳体的内表面之间有一挠性件，该挠性件直接地或间接地装到上述表面上；联接器的底座是一圆筒，在其内表面至少开设有一组凹槽，这组凹槽中有数量等于凸齿数的进口凹槽和顶端封死的凹槽，后一种凹槽用来挡住凸齿，其数量也等于凸齿数，进口凹槽的侧壁相对于垂直方向是倾斜的，并且向下逐渐收缩然后转为发散；顶端封死的凹槽的侧壁是倾斜的并且向上逐渐收缩，也可以是垂直的，后一种凹槽在它们的顶端部是封死的。
2.根据权利要求1要求的一种可转换的机械联接器及其底座，其特征是装在联接器的壳体底部的附件的初始横剖面等于联接器的壳体底部的横剖面，初始横剖面向下逐渐收缩，在收缩到一定直径后就不再收缩，成为圆筒形，附件的底端处成圆锥形或半球形;在底座的圆筒体之内、凹槽之下，装有一个对中锥体，该对中锥体的顶部开口的直径等于联接器壳体的内径，其底部开口的直径稍大于上述附件的圆筒部的直径。
3.根据权利要求1要求的一种可转换的机械联接器及其底座，其特征是装有一个挠性件，该挠性件的上表面贴在联接器的壳体的内表面，而其下表面贴在杆棒的粗大部的上表面上的圆环上(粗大部的上表面最好是呈平截头锥体形或球形);圆环可相对于杆棒绕垂直轴旋转。
4.根据权利要求1要求的一种可转换的机械联接器及其底座，其特征是每一个进口凹槽的侧壁起先都是倾斜和向下逐渐收缩的，然后一侧壁转为倾斜并扩展，另一侧壁转为垂直;每一个顶端封死的凹槽的那个与进口凹槽的垂直侧壁相邻的侧壁则是倾斜和向上逐渐收缩的，其另一侧壁是垂直向下的;在圆筒体内侧还开设有第二组凹槽，它们的位置在第一组的下方，第二组凹槽由一种下侧进口凹槽(其数量等于凸齿数)和一种下侧出口凹槽组成，其中每一个下侧进口凹槽的一个侧壁从上侧进口凹槽的最下端附近平面处开始，并向下继续倾斜并逐渐接近凹槽的第二侧壁，第二侧壁是垂直的并且在顶端封死的凹槽倾斜侧壁之下;每一个下侧进口凹槽的一个侧壁从顶端封死的凹槽的下端附近平面处开始，并向下继续倾斜，逐渐接近凹槽的第二侧壁，该第二侧壁是垂直的，并在上侧进口凹槽的倾斜的、向下扩展的侧壁的下方。
全文摘要
一种用于近海平台的可转换的活节机械联接锚泊定位装置，它包括一第一部分和一第二部分，第一部分是一中空的壳体，它朝上开并带有一组凸齿2；第二部分形成一圆筒体1，其内带有一组凹槽12，凸齿2与凹槽12相互作用。
文档编号B63B21/50GK1031355SQ8810489
公开日1989年3月1日 申请日期1988年8月6日 优先权日1987年8月7日
发明者阿波罗尼奥·迪·麦欧 申请人:阿吉普联合股票公司