一种海上结构物破冰防护装置及其工作方法与流程

本发明涉及破冰防护技术领域，具体为一种海上结构物破冰防护装置及其工作方法。

背景技术

海上结构物一般是指桩基采油平台、人工岛等。桩基采油平台一般都是由直立或斜率较大的柱状结构组成，遇到大面积海冰作用时，会由于海冰发生挤压破坏而产生持续冰激振动现象，造成采油工作不便，还可能会导致油气泄露。人工岛外侧一般都采用斜坡形式作为围护结构，未经破碎的大面积海冰极易沿斜坡上爬至人工岛，对岛内的生产活动构成严重威胁，辽东湾北部就发生过此类事故，因此急需一种对直立状(桩基采油平台)和斜坡式结构物(人工岛采油井场)均有较好保护作用的海上结构物破冰防护装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种海上结构物破冰防护装置及其工作方法，以解决上述背景技术中提出的桩基采油平台遇到大面积海冰挤压作用，会产生持续冰激振动现象，会造成采油工作不便，还可能会导致油气泄露，以及大面积海冰极易沿着斜坡上爬人工岛影响生产的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海上结构物破冰防护装置，包括两个防护罩、破冰辊、固定板和破碎轮，所述两个防护罩内部的两侧均安装有轴承座，且轴承座之间固定有破冰辊；所述固定板顶端的四个拐角处均安装有缓冲座，且固定板的顶端均匀设置有固定桩；所述固定板底端的中间位置处安装有电机座，且防护罩设置在电机座下方的两侧，所述电机座内部的两侧均安装有电机，且两个电机的输出端均通过皮带轮机构与两个破冰辊连接；

所述电机座两侧均安装有固定杆，且固定杆远离电机座一侧的与安装在防护罩端部上的铰接座连接，处于两个防护罩同一侧的铰接座之间通过一个缓冲柱相铰接，所述电机座上安装有四个液压伸缩杆，每两个液压伸缩杆的输出端均与一个防护罩相铰接；

所述破冰辊上均匀固定有破碎轮，且破碎轮的边缘位置处均匀安装有破冰刀，所述破冰刀靠近破碎轮的位置处设置有与破碎轮相吻合的卡槽。

优选的，所述防护罩呈四分之一圆弧状结构，且防护罩的半径大于破碎轮的半径；所述铰接座置于呈四分之一圆弧状结构的防护罩的顶部位置，所述液压伸缩杆与防护罩的铰接位置位于四分之一圆弧状的中间位置

优选的，所述固定桩通过焊接与固定板构成一体式结构，且固定桩的表面呈倒刺状结构。

优选的，所述破碎轮呈中部加厚状结构，且破碎轮的外表面与卡槽的内表面相贴合。

优选的，所述破冰刀的顶端呈倾斜钉耙状结构，且破冰刀通过螺栓与破碎轮构成可拆卸式结构。

一种上述海上结构物破冰防护装置的工作方法，具体为：使用时，首先将破冰刀逐个安装至破碎轮的合适位置处，并利用螺栓固定，然后将装置放置在海上结构物外侧靠近海冰处，两个破冰辊呈倾斜布置，使外侧的破碎轮高于内侧的破碎轮；利用固定桩将装置与海上结构物牢牢固定，接着液压伸缩杆工作，使得两个防护罩位置合适，之后将电机的输出端通过皮带轮机构与破冰辊连接，电机工作，通过皮带轮机构带动破冰辊旋转，从而带动破碎轮旋转，破冰刀的顶端呈倾斜钉耙状结构，对靠近的海冰进行破碎；海冰首先被处于外侧的破碎轮进行破碎、分解；接着，处于内侧的破碎轮对已被破碎的小块的海冰进一步破碎，使其丧失对海上结构物的破坏性。

本发明的海上结构物破冰防护装置，其主体作用是破碎海上的大面积浮冰，继而实现对后方被保护的的海上结构物(如桩基采油平台，人工岛)的防护，大面积浮冰被破碎后，后方被保护的结构物受到破碎后的小冰块作用就很小。与现技术相比，本发明的有益效果是：

该海上结构物破冰防护装置通过安装有破碎轮和破冰刀，可对大面积的海冰进行破碎，使用更方便，可明显节约人力资源，破冰刀的顶端呈倾斜钉耙状结构，能够轻易将冰块破碎成小块，破冰效果更好，装置通过安装有液压伸缩杆，使得两个防护罩之间的位置与角度可以调节，使得装置能够依据海上结构物的不同形状调整破碎轮的位置，使得装置更符合实际应用，达到最佳的防护效果，设计更合理，装置通过设置有固定桩，能够将装置与海上结构物牢牢固定，使用的稳定性更强，装置通过设置有缓冲座，可在海冰挤压装置时起到一定的缓冲作用，减小海冰挤压对桩基采油平台、人工岛的影响，装置通过设置有缓冲柱，一方面可以对防护罩起到固定作用，另一方面可对海冰挤压撞击起到缓冲作用，避免装置发生损坏，使得装置的使用寿命更长。

附图说明

图1为本发明海上结构物破冰防护装置的主视图；

图2为本发明海上结构物破冰防护装置的左视图，为了更好的示出液压伸缩杆、缓冲柱等部件的安装结构，故图中隐藏了电机座、电机等部件；

图3为破碎轮与破冰刀之间的安装结构示意图；

图4为本发明海上结构物破冰防护装置的整体安装结构示意图；

图中：1、轴承座；2、防护罩；3、破冰辊；4、固定桩；5、皮带轮机构；6、电机座；7、固定板；8、电机；9、固定杆；10、缓冲座；11、铰接座；12、破碎轮；13、液压伸缩杆；14、缓冲柱；15、破冰刀；16、卡槽；17、海上结构物；18、海冰。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明的一种海上结构物破冰防护装置，包括防护罩2、破冰辊3、固定板7和破碎轮12，防护罩2内部的两侧均安装有轴承座1，且轴承座1之间固定有破冰辊3，防护罩2呈四分之一圆弧状结构，且防护罩2的半径大于破碎轮12的半径，四分之一圆弧状结构设计一方面可阻挡大面积海冰靠近海上结构物，另一方面不会影响破碎轮12对冰块的破碎，而半径大于破碎轮12的半径可便于破碎轮12在防护罩2内自由转动，设计更合理。

固定板7顶端的四个拐角处均安装有缓冲座10，且固定板7的顶端均匀设置有固定桩4，固定桩4通过焊接与固定板7构成一体式结构，且固定桩4的表面呈倒刺状结构，一体式结构设计，使得装置的强度更高，安全性更强，而倒刺状结构设计可使得装置固定更稳固，使用的稳定性更强。

固定板7底端的中间位置处安装有电机座6，且防护罩2设置在电机座6下方的两侧，电机座6内部的两侧均安装有电机8，且两个电机8的输出端均通过皮带轮机构5与两个破冰辊3连接。

电机座6两侧均安装有固定杆9，且固定杆9远离电机座6一侧的与安装在防护罩2端部上的铰接座11连接，处于两个防护罩2同一侧的铰接座11之间通过一个缓冲柱14相铰接，电机座6上安装有四个液压伸缩杆13，每两个液压伸缩杆13的输出端均与一个防护罩2相铰接；铰接座11置于呈四分之一圆弧状结构的防护罩2的顶部位置，液压伸缩杆13与防护罩2的铰接位置位于四分之一圆弧状的中间位置。这种铰接结构设计，便于防护罩2位置的调整，而设置四个液压伸缩杆，使得每个防护罩2均与两个液压伸缩杆13连接，这两个液压伸缩杆13分别位于防护罩2的两侧，对防护罩2的固定效果更好，稳定性更强。

破冰辊3上均匀固定有破碎轮12，且破碎轮12的边缘位置处均匀安装有破冰刀15，破冰刀15靠近破碎轮12的位置处设置有与破碎轮12相吻合的卡槽16。破碎轮12呈中部加厚状结构，且破碎轮12的外表面与卡槽16的内表面相贴合，中部加厚状结构设计，使得破碎轮12的强度更高，不易发生损坏，使用寿命更长；而相贴合设计，使得破冰刀15与破碎轮12的连接更稳固，破冰刀15不易发生脱落，使用的安全性更强。破冰刀15的顶端呈倾斜钉耙状结构，且破冰刀15通过螺栓与破碎轮12构成可拆卸式结构，钉耙状结构设计能够轻易将冰块破碎成小块，破冰效果更好，而可拆卸式结构设计使得破冰刀15可进行更换，避免破冰刀15长期使用发生损坏影响装置的破冰效果，延长了装置的使用寿命。

请一并参阅图4，本发明的海上结构物破冰防护装置，其工作原理或方法为：

使用时，首先将破冰刀15逐个安装至破碎轮12的合适位置处，并利用螺栓固定，然后将装置放置在海上结构物17外侧靠近海冰18处，两个破冰辊3呈倾斜布置，使外侧的破碎轮高于内侧的破碎轮。利用固定桩4将装置与海上结构物牢牢固定，接着液压伸缩杆13工作，使得两个防护罩2位置合适，之后将电机8的输出端通过皮带轮机构5与破冰辊3连接，电机8工作，通过皮带轮机构5带动破冰辊3旋转，从而带动破碎轮12旋转，破冰刀15的顶端呈倾斜钉耙状结构，对靠近的海冰进行破碎；如图4中箭头所示，海冰18首先被处于外侧的破碎轮12进行破碎、分解。接着，处于内侧的破碎轮12对已被破碎的小块的海冰进一步破碎，使其丧失对海上结构物17的破坏性。

缓冲座10的设计，可在海冰挤压装置时起到一定的缓冲作用，减小海冰挤压对桩基采油平台、人工岛的影响。缓冲柱14的设置，一方面可以对防护罩2起到固定作用，另一方面在对海冰挤压撞击装置时起到缓冲作用，避免装置发生损坏。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。