一种用于海上风机钢桩漂浮运输的密封桩塞器的制作方法

本发明专利涉及一种用于海上风机钢桩漂浮运输的密封桩塞器，属于与船有关的设备中的船上辅助设备，其属于海洋设备安装的技术领域；主要用于风机钢管基础单桩漂浮运输,适用于海上风机单桩基础、三桩基础或多桩基础的钢管桩从岸基转运到安装现场的单桩漂浮拖航运输情况。

背景技术：

海上风力发电机是利用海上风力资源进行发电的机械装置。在石油资源形式日益紧张的情形下，各沿海国家均将眼光投向了潜力巨大的海洋风电领域。现在世界发达国家已建立了多个海上风力发电厂，中国近年来也正逐步加大投入海洋风电场建设。海洋风电场的主要装备为海上风力发电机，该装备通过巨大叶片将风能转化为机械能，带动发电机转子进行转动，最终输出交流电。陆上风机塔架立柱固定于地面基础之上，地面基础施工较为容易，质量容易保障，但在海洋环境下，固定基础需由一根插入海床的圆筒型桩基提供。在海洋风电场建设过程中，单桩基础通常在陆上工厂加工完成后通过泊船运输至安装地点，由于泊船载重量有限，单次运输托运的桩基数量较少，因此目前较为先进的一种运输方式便是拖航，即将空心单桩两侧进行密封，使单桩漂浮于海面，而后将多个桩体连接起来通过泊船牵引至安装地点。海上风电桩基通常由大口径钢筒制成，在拖航过程中筒体两侧需通过桩塞器进行密封，用以防止海水进入桩基内部，使得桩基具备一定浮力，保证桩基安全拖航。

技术实现要素：

本发明专利的目的是要提供一种风机钢管桩两端密封装置，用于海上风机钢管桩单桩的漂浮拖航运输，从而使得海上风机钢管桩的运输更为经济。目前海上风机钢管桩运输通常采用驳船运输的方式，驳船的租金较为昂贵，而本装置可以与钢管桩相配合，使得钢管桩依靠自身浮力漂浮于海面，且易于安装与拆卸，从而达到降低海上风机安装过程中单桩运输成本的最终目的。

本发明采用的技术方案为：一种用于海上风机钢桩漂浮运输的密封桩塞器，它包括主体结构、橡胶密封圈、液压加载装置和限位装置；所述主体结构包括外盖板、筒状结构、内盖板、吊耳、导向结构和支撑结构；外盖板与筒状结构采用焊接，筒状结构与内盖板采用螺栓铆接，吊耳焊接在外盖板上，起导向作用和对内盖板加强作用的导向结构设置在内盖板的下方，支撑结构焊接在内盖板上所述内盖板和外盖板之间设置密封橡胶圈和液压加载装置；所述液压加载装置包括加载液压缸和金属垫圈，加载液压缸一端通过螺栓与内盖板连接，加载液压缸另一端与金属垫圈连接，金属垫圈与密封橡胶圈接触；所述限位装置包括液压油缸连接件、限位液压缸、限位爪、限位爪固定座，限位液压缸通过第一连接销轴与液压缸连接件连接，限位液压缸通过第二连接销轴与限位爪连接，液压油缸连接件通过焊接的方式与主体结构连接，限位爪通过连接销轴与限位爪固定座连接，限位爪固定座焊接到内盖板上。

所述密封橡胶圈为矩形截面橡胶圈，并在矩形截面上设计了倒圆角。

本发明的有益效果：该装置主要包括主体结构、密封橡胶圈、液压加载装置和限位装置。主体结构为有内外盖板的空心圆筒结构，在内外盖板之间依次布置密封橡胶圈与液压加载装置。将桩塞器装进钢管桩后，液压加载装置启动，对密封橡胶圈产生压载，使其产生弹性变形，从而与钢管桩接触面压紧，达到密封的作用。该装置用于海上风机钢管桩单桩的漂浮拖航运输，从而使得海上风机钢管桩的运输更为经济。目前海上风机钢管桩运输通常采用驳船运输的方式，驳船的租金较为昂贵，而本装置可以与钢管桩相配合，使得钢管桩依靠自身浮力漂浮于海面，且易于安装与拆卸，从而达到降低海上风机安装过程中单桩运输成本的最终目的。

附图说明

图1是一种用于海上风机钢桩漂浮运输的密封桩塞器的结构图。

图2是主体结构的构成图。

图3是密封橡胶圈的截面图。

图4是液压加载装置的结构图。

图5是限位装置的结构图。

图中：1、主体结构，2、密封橡胶圈，3、液压加载装置，4、限位装置，5、外盖板，6、内盖板，7、筒状结构，8、导向结构，9、支撑结构，10、吊耳，11、加载液压缸，12、金属垫圈，13、液压缸连接件，14、第一连接销轴，15、限位液压缸，16、限位爪，17、限位爪固定座，18、第二连接销轴。

具体实施方式

图1-图5中显示本装置主要由以下几部分构成：主体结构1、密封橡胶圈2、液压加载装置3和限位装置4，如图1所示。主体结构1为有内外盖板的空心圆筒结构，在内外盖板之间依次布置密封橡胶圈2与液压加载装置3，液压加载装置3与主体结构1采用螺栓连接，限位装置4与主体结构1采用焊接。将桩塞器装进钢管桩后，液压加载装置3启动，对密封橡胶圈2产生压载，使其产生弹性变形，从而与钢管桩接触面压紧，达到密封的作用。

主体结构主要由以下几部分构成：外盖板5、筒状结构7、内盖板6、吊耳10、导向结构8、支撑结构9，如图2所示。外盖板5与筒状结构7采用焊接，筒状结构7与内盖板6采用螺栓铆接，吊耳10焊接在外盖板5上，导向结构8既起到安装时导向作用也起到对内盖板6的结构加强作用，支撑结构9焊接在内盖板6上。

密封橡胶圈2为矩形截面橡胶圈，为了使得接触应力更加均匀，在矩形截面的基础上进行了倒圆角设计，如图3所示。

液压加载装置3主要由以下几部分组成：加载液压缸11、金属垫圈12，如图4所示。液加载压缸11一端通过螺栓与主体结构1连接，另一端与金属垫圈12连接，金属垫圈12与密封橡胶圈2接触，加载与卸载通过加载液压缸11的伸缩动作实现。

限位装置主要由以下几部分组成：液压油缸连接件13、第一连接销轴14、限位液压缸15、限位爪16、限位爪固定座17和第二连接销轴18，如图5所示。限位液压缸15两端通过连接销轴分别与液压油缸连接件13与限位爪16连接，液压油缸连接件13通过焊接的方式与主体结构1连接，限位爪16通过连接销轴与限位爪固定座17连接，限位爪固定座17通过焊接的方式与主体结构1连接，限位装置的作用通过限位液压缸15伸缩使得限位爪16与钢管桩内壁接触实现。

技术特征：

技术总结
一种用于海上风机钢桩漂浮运输的密封桩塞器，其属于海洋设备安装的技术领域。该装置主要包括主体结构、密封橡胶圈、液压加载装置和限位装置。主体结构为有内外盖板的空心圆筒结构，在内外盖板之间依次布置密封橡胶圈与液压加载装置。将桩塞器装进钢管桩后，液压加载装置启动，对密封橡胶圈产生压载，使其产生弹性变形，从而与钢管桩接触面压紧，达到密封的作用。该装置用于海上风机钢管桩单桩的漂浮拖航运输，从而使得海上风机钢管桩的运输更为经济。目前海上风机钢管桩运输通常采用驳船运输的方式，驳船的租金较为昂贵，而本装置可以与钢管桩相配合，使得钢管桩依靠自身浮力漂浮于海面，且易于安装与拆卸，从而达到降低海上风机安装过程中单桩运输成本的最终目的。

技术研发人员：孙家斌;崔成梁;于雷;王刚;张铁;岳前进;周震寰;王振宇
受保护的技术使用者：大连理工大学;天津德瑞安海洋工程有限公司
技术研发日：2018.07.20
技术公布日：2018.12.14