一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置

1.一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，其特征在于，包括升沉柱、升沉柱外筒和艏摇旋转臂，所述升沉柱包括下部的升沉运动部分和位于升沉柱上方的旋转运动部分，所述升沉运动部分和旋转运动部分一体成型，升沉运动部分插入升沉柱外筒内，在升沉运动部分的外周侧壁上对称设有多组可沿升沉柱外筒内侧壁上下滑动的升沉滚轮，所述升沉柱外筒与固定桩或浮桩固定连接，所述艏摇旋转臂的一端与旋转运动部分可转动连接，另一端与浮台连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，其特征在于，所述旋转运动部分包括竖直部和套设在竖直部上的升沉柱帽盖，在竖直部的外周侧壁上对称设有多个艏摇旋转滚轮，多个艏摇旋转滚轮可在水平方向上转动，在所述艏摇旋转臂的一端设有一圆柱空腔，艏摇旋转臂通过圆柱空腔套设在旋转运动部分的竖直部上，艏摇旋转滚轮与圆柱空腔内侧壁抵接，所述升沉柱帽盖位于艏摇旋转臂的上方。
3.根据权利要求2所述的一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，其特征在于，在所述升沉柱帽盖的下端面和升沉运动部分的上端面上镜像对称设有两个滚珠承托，两个滚珠承托分别与圆柱空腔周侧的上端面及下端面抵接。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，其特征在于，所述艏摇旋转臂包括圆柱套接部，在所述圆柱套接部的外周侧壁上向外垂直延伸有旋转臂，所述圆柱空腔位于圆柱套接部上，与圆柱套接部同中心轴设置。
5.根据权利要求2或3所述的一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，其特征在于，所述升沉运动部分为圆柱体，旋动运动部分的竖直部为直径小于升沉运动部分的直径的竖直圆柱，升沉柱帽盖内径与竖直部直径相同，外径与升沉运动力部分的直径相同，升沉运动部分与旋动运动部分同中心轴设置。
6.根据权利要求3所述的一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，其特征在于，所述滚珠承托为圆环状，滚珠承托的外径与升沉运动部分的直径相同，滚珠承托的内径与圆柱空腔的直径相同，滚珠承托的内侧壁与圆柱空腔的内侧壁位于同一圆面上。
7.根据权利要求4所述的一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，其特征在于，所述圆柱套接部的外径大于升沉运动部分的外径。
8.根据权利要求1所述的一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，其特征在于，在所述升沉柱外筒的内侧壁上对称设有多个升沉滚轮导轨，所述升沉滚轮卡设在升沉滚轮导轨内，沿升沉滚轮导轨上下滑动。
9.根据权利要求1所述的一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，其特征在于，每组所述升沉滚轮中的升沉滚轮自上而下等间隔设置。
10.根据权利要求2所述的一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，其特征在于，所述升沉柱帽盖与竖直部通过螺纹螺接。

一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型属于海上工作浮台装备技术领域，具体为一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置。\n背景技术\n[0002] 海上工作浮台在海上的作业对风、浪、流的方向较为敏感，在不同方向下，风、浪、流对浮台激发的运动响应及荷载和对依附在平台上的装备(如风机、波浪或洋流发电装备)的工作效率均有影响。就海上作业而言，浮台运动及荷载的降低都对作业率的提升有显著的效用，而平台上的装备(如风机、波浪或洋流发电装备) 皆有最佳的对风、浪、流的方向以使其工作效率最大化。若能通过调节浮台相对于风、浪、流的方向，则既可使浮台运动及荷载得到有效的控制而有助于作业率提升；又能顾及平台上的装备工作效率的最大化。相对而言，一般传统的锚泊浮台由于无法调节浮台对于风、浪、流的方向，海上作业时运动及荷载均无法实现最小化而使作业率达到最大化。而对固定式海上结构而言，除缺乏对风、浪、流方向调节以降低环境荷载的弹性外，升沉亦无法调节。这将使得一些依附于固定结构但同时需靠近水面才能工作的装备(如波浪能发电装置)无法在潮汐改变时仍能工作。因此，一种能连接浮台与固定桩或浮桩具有垂荡与首摇自由度的装置在实际应用有其必要及价值。\n实用新型内容\n[0003] 针对上述海上浮台在海上作业时对风、浪、流的方向旋转调节的要求，本实用新型提供了一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，满足了浮台正常工作时自由转动的需求，同时使固定式海上结构无法随潮汐改变而自由升沉问题得以解决。\n[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：\n[0005] 一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，包括升沉柱、升沉柱外筒和艏摇旋转臂，所述升沉柱包括下部的升沉运动部分和位于升沉柱上方的旋转运动部分，所述升沉运动部分和旋转运动部分一体成型，升沉运动部分插入升沉柱外筒内，在升沉运动部分的外周侧壁上对称设有多组可沿升沉柱外筒内侧壁上下滑动的升沉滚轮，所述升沉柱外筒与固定桩或浮桩固定连接，所述艏摇旋转臂的一端与旋转运动部分可转动连接，另一端与浮台连接。\n[0006] 进一步的，所述旋转运动部分包括竖直部和套设在竖直部上的升沉柱帽盖，在竖直部的外周侧壁上对称设有多个艏摇旋转滚轮，多个艏摇旋转滚轮可在水平方向上转动，在所述艏摇旋转臂的一端设有一圆柱空腔，艏摇旋转臂通过圆柱空腔套设在旋转运动部分的竖直部上，艏摇旋转滚轮与圆柱空腔内侧壁抵接，所述升沉柱帽盖位于艏摇旋转臂的上方。\n[0007] 进一步的，在所述升沉柱帽盖的下端面和升沉运动部分的上端面上镜像对称设有两个滚珠承托，两个滚珠承托分别与圆柱空腔周侧的上端面及下端面抵接。\n[0008] 进一步的，所述艏摇旋转臂包括圆柱套接部，在所述圆柱套接部的外周侧壁上向外垂直延伸有旋转臂，所述圆柱空腔位于圆柱套接部上，与圆柱套接部同中心轴设置。\n[0009] 进一步的，所述升沉运动部分为圆柱体，旋动运动部分的竖直部为直径小于升沉运动部分的直径的竖直圆柱，升沉柱帽盖内径与竖直部直径相同，外径与升沉运动力部分的直径相同，升沉运动部分与旋动运动部分同中心轴设置。\n[0010] 进一步的，所述滚珠承托为圆环状，滚珠承托的外径与升沉运动部分的直径相同，滚珠承托的内径与圆柱空腔的直径相同，滚珠承托的内侧壁与圆柱空腔的内侧壁位于同一圆面上。\n[0011] 进一步的，所述圆柱套接部的外径大于升沉运动部分的外径。\n[0012] 进一步的，在所述升沉柱外筒的内侧壁上对称设有多个升沉滚轮导轨，所述升沉滚轮卡设在升沉滚轮导轨内，沿升沉滚轮导轨上下滑动。\n[0013] 进一步的，每组所述升沉滚轮中的升沉滚轮自上而下等间隔设置。\n[0014] 进一步的，所述升沉柱帽盖与竖直部通过螺纹螺接。\n[0015] 本实用新型的用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，升沉柱上装有升沉滚轮，可在升沉柱外筒内上下滚动以实现升沉运动，而升沉柱外筒与固定桩或浮桩连接，升沉柱外筒内设有升沉滚轮导轨以幇助升沉滚轮上下滚动而不发生侧向滑动；为实现艏摇运动，升沉柱顶部与艏摇旋转臂连接处设有艏摇旋转滚轮及滚珠承托以帮助艏摇旋转臂沿升沉柱轴心旋转；艏摇旋转臂与升沉柱连接的一端有圆柱空腔以嵌入升沉柱并与升沉柱的升沉柱帽盖连接锁定而艏摇旋转臂的另一端将与工作浮台连接。\n[0016] 在本实用新型中，工作浮台可为海上风机浮式基础、承载海水淡化或海上制氢装备的浮台或其他海上作业的浮体结构，而固定桩则可为类似海上风机使用的单桩或导管架；若为浮桩则可是海工结构的立柱或张力腿式的浮体。通过本实用新型的用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，工作浮台可自由绕所连接的固定桩或浮桩转动并自由升沉。使用本实用新型的装置，当环境荷载作用于工作浮台激发浮台响应运动时，本装置将使浮台能随升沉柱自由上下运动及水平转动，而满足浮台所需的自由选择迎浪及迎风方向和随潮汐升沉的功能。\n附图说明\n[0017] 图1是本实用新型所述的用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置的结构示意图；\n[0018] 图2是本实用新型所述的升沉柱的结构示意图；\n[0019] 图3是本实用新型所述的升沉柱外筒的俯视图；\n[0020] 图4是本实用新型所述的艏摇旋转臂与旋转运动部分连接处横剖示意图；\n[0021] 图5是本实用新型装置与固定单桩连接的双风机浮式基础的结构示意图；\n[0022] 图6是来风方向相对于风机为侧风时的示意图；\n[0023] 图7是来风方向为侧风时，风机通过其机舱中的首摇装置调整风机为迎风方向的示意图；\n[0024] 图8是通过具水平转动自由度的本装置调整风机为迎风方向的示意图。\n[0025] 其中，1‑升沉柱，2‑升沉柱外筒，3‑艏摇旋转臂，4‑风机浮式基础浮箱，5‑风机，6‑桁架式结构，11‑滚珠承托，12‑艏摇旋转滚轮，13‑升沉滚轮， 14‑升沉运动部分，15‑旋转运动部分，151‑竖直部，152‑升沉柱帽盖， 21‑升沉滚轮导轨，31‑圆柱套接部，32‑旋转臂。\n具体实施方式\n[0026] 下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。\n[0027] 如图1‑图4所示的一种用于连接浮台与固定桩或浮桩的装置，包括升沉柱1、升沉柱外筒2和艏摇旋转臂3，所述升沉柱1包括下部的升沉运动部分14和位于升沉柱1上方的旋转运动部分15，所述升沉运动部分14和旋转运动部分15一体成型，升沉运动部分14插入升沉柱外筒2内，在所述升沉柱外筒2的内侧壁上对称设有多个升沉滚轮导轨21，在升沉运动部分14的外周侧壁上对称设有多组可沿升沉柱外筒2内侧壁上下滑动的升沉滚轮13，所述升沉滚轮13卡设在升沉滚轮导轨21内，沿升沉滚轮导轨21上下滑动，每组升沉滚轮中的升沉滚轮13自上而下等间隔设置，所述升沉柱外筒2与固定桩或浮桩固定连接；所述旋转运动部分15包括竖直部151和套设在竖直部151上的升沉柱帽盖152，在竖直部151的外周侧壁上对称设有多个艏摇旋转滚轮12，多个艏摇旋转滚轮12可在水平方向上转动，所述艏摇旋转臂3包括圆柱套接部31，在所述圆柱套接部31的外周侧壁上向外垂直延伸有旋转臂32，所述圆柱空腔位于圆柱套接部31上，与圆柱套接部31同中心轴设置，圆柱套接部31的外径大于升沉运动部分14的外径，艏摇旋转臂3通过圆柱空腔套设在旋转运动部分15的竖直部151上，艏摇旋转滚轮12与圆柱空腔内侧壁抵接，旋转臂32与浮台连接；所述升沉柱帽盖152位于艏摇旋转臂3的上方，升沉柱帽盖152与竖直部151通过螺纹螺接；在所述升沉柱帽盖152的下端面和升沉运动部分14的上端面上镜像对称设有两个滚珠承托11，两个滚珠承托11分别与圆柱空腔周侧的上端面及下端面抵接。\n[0028] 所述升沉运动部分14分为圆柱体，旋动运动部分15的竖直部151为直径小于升沉运动部分14的直径的竖直圆柱，升沉柱帽盖152内径与竖直部151直径相同，外径与升沉运动部分14的直径相同，升沉运动部分14与旋动运动部分15同中心轴设置；所述滚珠承托11为圆环状，滚珠承托11的外径与升沉运动部分14的直径相同，滚珠承托11的内径与圆柱空腔的直径相同，滚珠承托11的内侧壁与圆柱空腔的内侧壁位于同一圆面上。\n[0029] 图5所示为与固定单桩连接的双风机浮式基础，其中浮式基础具有两个风机浮式基础浮箱4，而风机5则置放于风机浮式基础浮箱4上，两风机浮式基础浮箱4可以一般的桁架式结构相连6。本实施例的固定单桩可直接作为本装置的升沉柱外筒部件使用，风机5与首摇旋转臂3连接；双风机浮式基础的两个风机浮式基础浮箱4具有压载水调节功能，通过调节压载水，浮式基础可在静水初始浮态下处于自身平衡的平浮状态，故经由升沉柱1传递到升沉柱外筒2的作用力可减至最低。同时在潮汐改变时，通过可在固定单桩内上下滚动的升沉滚轮13浮式基础可随潮汐升沉。\n[0030] 当上述的双风机浮式基础在海上工作时，来风方向相对于风机发生如图6所示的侧风情况时，为使风机能继续有效功作，风机需通过其机舱中的首摇装置调整至如图7所示的迎风方向；然而，由于双风机的布置，位于下风位置的风机会有处于上风风机的迹流内而无法高效功作的问题。为使双风机布置下两风机皆能有效功作，通过具水平转动自由度的本装置，浮式基础可调整为图8的方向，解决风机的首摇装置无法使处于下风位置的风机不能有效功作的难题。\n[0031] 以上所述仅为本实用新型的部分实施例，并不用于限制本实用新型。以本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，对于本领域的普通技术人员而言，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应视为本实用新型的保护范围。