一种用于海上单桩浮运的桩顶封堵器的制作方法

本实用新型涉及一种封堵器，具体涉及一种用于海上单桩浮运的桩顶封堵器。

背景技术：

海上风电产业已成为我国开发清洁能源一个重要的新领域，海上风电机组开始向大型化发展，其运输的成本与难度越来越高。单桩由于其自身结构特点，可以使用海上浮运的方式进行运输，节约成本，提高效率。但是实现单桩浮运需要对单桩的两端进行封堵，对封堵的密封性和可靠性有很高的要求。

目前，海上单桩浮运封堵的方法如图1所示。在钢管桩1两端装入两个橡胶胶囊2堵头，由于优质的橡胶胶囊2具有良好的膨胀性，通过气门芯3充气使橡胶胶囊2膨胀，当橡胶胶囊2内部气压达到一定值后，橡胶胶囊2充满钢管桩1内断面，利用橡胶胶囊2与钢管桩1内壁产生的摩擦力堵住海水，防止海水渗入。

但是，橡胶胶囊2只适用于小直径的单桩，对于大直径的单桩，首先相应大小的橡胶胶囊2难以制造，再者密封性会降低。

另外，上述结构需要人工操作，故效率和安全性都非常低。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，从而提供一种用于海上单桩浮运的桩顶封堵器。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种用于海上单桩浮运的桩顶封堵器，所述桩顶封堵器包括封堵器主体，所述封堵器主体套设在钢管桩的桩顶上，所述封堵器主体内设有限位结构和密封结构，所述限位结构可与桩顶上的桩顶法兰的底面接触，对封堵器主体进行轴向限位，所述密封结构可与钢管桩的外壁密封连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述封堵器主体形状与钢管桩的桩顶对应配合，所述封堵器主体为圆柱形，所述封堵器主体内部中空，且底部开口，钢管桩的桩顶可穿过封堵器主体底部的开口安插进封堵器主体内。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述限位结构包括若干个径向液压缸，这些径向液压缸呈圆周分布在封堵器主体顶部的内壁上，这些径向液压缸位于桩顶法兰的底面下方，每个径向液压缸的伸缩端上设有一卡板，所述卡板可与桩顶法兰的底面接触。

在本实用新型的一个优选实施例中，径向液压缸位于桩顶法兰的底面下方，且与底面成5°斜角。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述卡板由尼龙材料制成。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述限位结构包括10个并联设置的径向液压缸，这10个径向液压缸通过外部控制系统控制实现同步动作。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述密封结构包括若干个压缩液压缸、压环和橡胶圈，这些压缩液压缸呈圆周分布在封堵器主体的内侧壁上，所述橡胶圈设置在封堵器主体的底部开口处，且可与钢管桩的外壁接触，所述压环设置在橡胶圈上，且与各个压缩液压缸接触。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述密封结构包括18个并联设置的压缩液压缸，这18个压缩液压缸通过外部控制系统控制实现同步动作。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述封堵器主体顶部焊接有若干个呈圆周分布的加强筋。

在本实用新型的一个优选实施例中，封堵器主体的侧面上设有若干个吊耳。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型安装和拆卸都非常方便，密封性高，可适合各种尺寸的钢管桩，且不需要人工操作，效率和安全性都得到很大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的封堵器的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的侧视图；

图4为本实用新型的剖视图；

图5为本实用新型的安装示意图；

图6为本实用新型的仰视图；

图7为控制系统与各个径向液压缸及各个压缩液压缸的控制原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图2至图6，本实用新型提供的用于海上单桩浮运的桩顶封堵器，其包括封堵器主体100，在封堵器主体100内设有限位结构200和密封结构300。

封堵器主体100，其可套设在钢管桩400的桩顶上，对钢管桩400进行外部密封。

封堵器主体100的形状与钢管桩400的桩顶对应配合，具体为圆柱形，内部中空，且底部开口，钢管桩400的桩顶可穿过封堵器主体100底部的开口安插进封堵器主体100内。

限位结构200，其设置在封堵器主体100内，其是用于对封堵器主体100进行限位，便于封堵器主体100密封和提高密封性。

限位结构200包括若干个径向液压缸210，这些径向液压缸210呈圆周分布在封堵器主体100顶部的内壁上，且位于桩顶法兰410的底面下方，每个径向液压缸210的伸缩端上设有一卡板220，径向液压缸210工作时，可驱动卡板220位移，使得卡板220与桩顶法兰410的底面接触。

这样，当封堵器主体100套设在钢管桩400的桩顶上后，只需控制各个径向液压缸210工作，将卡板220伸出与桩顶法兰410的底面接触，就可实现封堵器主体100的限位，防止封堵器主体100轴向移动，从而影响密封。

径向液压缸210与桩顶法兰410底面之间的夹角具体为5°，这样限位性能最好。

另外，卡板220具体由尼龙材料制成，这样卡板220与桩顶法兰410的底面接触时，不会损坏桩顶法兰410。

再者，限位结构200具体包括10个并联设置的径向液压缸210，这10个径向液压缸210可通过外部控制系统控制实现同步动作，这样便于控制和不需人工操作。

密封结构300，其设置在封堵器主体100内，其可与限位结构200相配合，当限位结构200对封堵器主体100进行限位后，其可对钢管桩400进行密封。

密封结构300包括若干个压缩液压缸310、压环320和橡胶圈330。

这些压缩液压缸310呈圆周分布在封堵器主体100的内侧壁上，用于挤压橡胶圈330。

橡胶圈330为环状，设置在封堵器主体100的开口处，当封堵器主体100套设在钢管桩400上时，橡胶圈330可与钢管桩400的外壁接触，而当橡胶圈330被挤压时，即可紧紧包裹住钢管桩400的外壁，从而保证钢管桩400的密封。

压环320设置在橡胶圈330上，并与各个压缩液压缸310接触，其是用于压缩液压缸310挤压时，保证橡胶圈330受力均匀，从而提高密封性。

密封结构300具体包括18个并联设置的压缩液压缸310，这18个压缩液压缸310也通过外部控制系统控制实现同步动作，这样既能便于控制和不需人工操作，又能保证压环320各个部位受力均匀，从而保证橡胶圈330受力均匀，进一步提高密封性。

另外，在封堵器主体100顶部焊接有若干个呈圆周分布的加强筋110，这样加强筋110提高封堵器主体100的强度，防止封堵器主体100易受损或变形，从而影响密封性。

再者，在封堵器主体100的侧面上设有若干个吊耳120，封堵器主体100在安装和拆卸时，只需通过吊运设备与这些吊耳120，将封堵器主体100整体进行吊运，从而便于安装和拆卸。

为了实现本申请的自动控制，本申请可包括一控制系统，控制系统可分别连接各个径向液压缸210、各个压缩液压缸310和吊运设备，通过控制系统来控制各个径向液压缸210、各个压缩液压缸310和吊运设备工作，从而实现来自动控制。

参见图7，控制系统具体包括一动力柜500，动力柜500上设有控制板510，各个压缩液压缸310以及各个径向液压缸210的油泵分别放置在动力柜中，通过液压泵驱动各个压缩液压缸310以及各个径向液压缸210，控制板510连接各条油路，在每条油路上都装有一个压力表520用于观察油管内油压，以及一个蓄能器530蓄积压力能以保证整个系统压力正常。

当桩顶封堵器套入桩顶后，首先开启驱动液压缸210的油泵，使径向液压缸210活塞杆伸出，推动卡板220伸出，顶住桩顶法兰410的底面，对封堵器主体100进行限位；然后开启驱动液压缸310的油泵，控制各个压缩液压缸310同时工作，对橡胶圈330进行挤压，使得橡胶圈330紧贴钢管桩400的外壁，实现密封。

另外在各液压油缸进油、回油管路处均装有平衡阀540，完成封堵动作后，利用平衡阀540可以实现液压油缸的保压，然后便可切断封堵器与外部泵站的连接，同时使封堵器保持封堵状态。

下面是本申请的具体工作过程：

当钢管桩400需要封堵时，通过控制系统控制吊运设备工作，将封堵器主体100套设在钢管桩400的桩顶上；

然后通过控制系统控制各个径向液压缸210同时工作，将每个径向液压缸210上的卡板220伸出，顶住桩顶法兰410的底面，对封堵器主体100进行限位；

然后通过控制系统再控制各个压缩液压缸310同时工作，对橡胶圈330进行挤压，使得橡胶圈330紧贴钢管桩400的外壁，实现密封。

而当钢管桩400不需要封堵时，只需先通过控制系统将各个径向液压缸210和各个压缩液压缸310停止工作，然后再控制吊运设备将封堵器主体100从钢管桩400上移出即可。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。