一種水下懸浮沖擊破碎裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水下沖擊破碎工程施工工具，尤其涉及一種水下懸浮沖擊破碎裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在海洋采礦、海洋油氣、海洋能源等海底、海岸、航道工程的開發(fā)過程中，需要一類能在深水區(qū)工作的沖擊破碎裝備，用于實(shí)現(xiàn)在海底、水道中的破碎、拆卸、打粧、鑿巖、鉆孔等工程作業(yè)。目前，相關(guān)的工程作業(yè)一般通過安裝于水面工程船上的挖掘沖擊設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。但現(xiàn)有方法中，由于船體結(jié)構(gòu)和挖掘機(jī)構(gòu)尺寸的限制難以實(shí)現(xiàn)在較深水底的沖擊破碎作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種水下懸浮沖擊破碎裝置，解決現(xiàn)有沖擊破碎工具難以在較深水底實(shí)現(xiàn)沖擊破碎作業(yè)的問題。
[0004]本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]一種水下懸浮沖擊破碎裝置，包括密封的浮力筒1、鋼索及電纜5，所述浮力筒I的四周側(cè)壁設(shè)置有用于調(diào)整浮力筒I在水中的浮力及傾斜角度調(diào)整機(jī)構(gòu)；
[0006]所述浮力筒還包括液壓站2、控制器6、監(jiān)視器7和用于破碎水下工作對(duì)象的沖擊機(jī)構(gòu)；所述鋼索及電纜5的電纜連接控制器6，鋼索連接浮力筒I本體；
[0007]所述控制器6控制液壓站2、沖擊機(jī)構(gòu)、浮力及傾斜角度調(diào)整機(jī)構(gòu)、監(jiān)視器7完成相應(yīng)動(dòng)作，并通過鋼索及電纜5的電纜與水面上操作臺(tái)進(jìn)行信號(hào)傳輸；所述液壓站2連接沖擊機(jī)構(gòu)和浮力及傾斜角度調(diào)整機(jī)構(gòu)。
[0008]所述浮力及傾斜角度調(diào)整機(jī)構(gòu)包括:調(diào)節(jié)液壓缸組3、浮力調(diào)整筒4 ;
[0009]所述浮力調(diào)整筒4頂部開口，其內(nèi)設(shè)有隔板活塞4-1，隔板活塞4-1軸向與浮力調(diào)整筒4密封滑動(dòng)配合，以隔板活塞4-1為界，活塞板4-1上方為水室、下方為氣室，氣室與浮力筒I內(nèi)連通；調(diào)節(jié)液壓缸組3通過其活塞桿驅(qū)動(dòng)隔板活塞4-1在浮力調(diào)整筒4內(nèi)上下移動(dòng)，通過改變各氣室的相對(duì)空間，調(diào)整浮力筒I本體的上浮、下沉及傾斜角度。
[0010]所述沖擊機(jī)構(gòu)包括液壓沖擊破碎錘8和設(shè)置在其端部的釬具9，釬具9的端部伸出浮力筒I之外。
[0011]所述監(jiān)視器7包括一組或一組以上設(shè)置在浮力筒I外底部的水下視頻探頭、水深位置檢測(cè)裝置和水下探照燈。
[0012]上述水下懸浮沖擊破碎裝置的控制方法如下:
[0013]下潛及定位步驟:
[0014]根據(jù)水下沖擊破碎作業(yè)需要，首先由水面工作母船將水下懸浮沖擊破碎裝置拖曳到指定水面位置；
[0015]通過船用吊裝機(jī)構(gòu)將水下懸浮沖擊破碎裝置放置水下，鋼索及電纜5的電纜與工作母船的操作臺(tái)進(jìn)行信號(hào)連接；
[0016]水下懸浮沖擊破碎裝置下水運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過控制器6控制浮力調(diào)整筒4內(nèi)的隔板活塞4-1移動(dòng)至浮力調(diào)整筒4的底部，各氣室體積為零，此時(shí)由于水下懸浮沖擊破碎裝置在水中產(chǎn)生的浮力小于其自重而下沉；下沉過程中，通過安裝于監(jiān)視器7中的水深位置檢測(cè)裝置感知水下位置；
[0017]當(dāng)水下懸浮沖擊破碎裝置到達(dá)預(yù)定位置后，液壓站2驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)液壓缸組3的活塞桿做伸出運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)活塞板4-1向上移動(dòng)，增大浮力調(diào)整筒4氣室的體積，由于氣室與浮力筒I的內(nèi)部空腔是連通的，浮力筒I中的空氣彌補(bǔ)浮力調(diào)整筒4的氣室腔增大帶來的體積變化；這一過程使得水下懸浮沖擊破碎裝置在水下的排水體積擴(kuò)大，導(dǎo)致水下懸浮沖擊破碎裝置得到的上升浮力增大；
[0018]當(dāng)浮力增加到與其自身重力平衡時(shí)，水下懸浮沖擊破碎裝置將逐漸停止下沉；通過控制器6調(diào)整各調(diào)節(jié)液壓缸組3的活塞伸縮動(dòng)作，改變隔板活塞4-1在浮力調(diào)整筒4的位置，以改變各個(gè)氣室的體積，使水下懸浮沖擊破碎裝置針對(duì)水下工作對(duì)象所處的位置保持平衡，實(shí)現(xiàn)水下定位；
[0019]垂直位置及傾斜角調(diào)整步驟:
[0020]水下垂直定位位置的上下微調(diào)可通過調(diào)整液壓缸組活塞伸縮量來實(shí)現(xiàn)。由于水下工作對(duì)象的位置可能會(huì)由于水底地形、構(gòu)架工作點(diǎn)位置變化而與水平面產(chǎn)生一定角度，因此要求懸浮平臺(tái)能產(chǎn)生一定傾斜角適應(yīng)工作需要。通過控制器6分別調(diào)整浮力調(diào)整筒4各對(duì)應(yīng)位置活塞桿行程，以改變隔板活塞4-1在各調(diào)整浮力調(diào)整筒4的位置，使氣室的體積得以改變，從而獲得各浮力調(diào)整筒4所需的浮力值，當(dāng)各浮力調(diào)整筒4的氣室體積相等時(shí)，其中心線與重心垂線重合；
[0021]當(dāng)使各浮力調(diào)整筒4的氣室體積不相等時(shí)，即浮力值不同時(shí)，浮力筒I產(chǎn)生不平衡，其中心線與重心垂線產(chǎn)生的傾角；
[0022]沖擊破碎步驟:
[0023]在確定好工作對(duì)象的位置后，控制器6控制液壓站2驅(qū)動(dòng)液壓沖擊破碎錘8不斷打擊釬具9，釬具9將打擊運(yùn)動(dòng)和沖擊功率傳遞給被工作對(duì)象(巖石、粧體、人工構(gòu)架物等)，完成水下工作對(duì)象的破碎。釬桿的尺寸和結(jié)構(gòu)可以依據(jù)需要實(shí)施快速變更。
[0024]所述控制方法還包括水平位置改變步驟:
[0025]某次沖擊破碎工作完成后，通過控制器6分別調(diào)整浮力調(diào)整筒4各對(duì)應(yīng)位置活塞桿行程，以改變隔板活塞4-1在各調(diào)整浮力調(diào)整筒4的位置，使氣室的體積得以改變，獲得各調(diào)整浮力調(diào)整筒4的浮力值，母船上控制人員根據(jù)監(jiān)視器反饋的信息實(shí)時(shí)地對(duì)水下懸浮沖擊破碎裝置在水下位置實(shí)現(xiàn)微調(diào)。利用浮力和重力間的不同匹配和組合，以連續(xù)地改變懸浮平臺(tái)在水下的姿態(tài)和位置，以適應(yīng)在同一片工作區(qū)域有多個(gè)工作點(diǎn)的需要，避免水下懸浮沖擊破碎裝置多次浮出水面實(shí)行位置調(diào)整的工作。水平位置調(diào)整原理如圖3所示。
[0026]所述控制方法還包括上浮步驟:
[0027]當(dāng)工作對(duì)象的水下沖擊破碎工作完成后，通過控制器6控制浮力調(diào)整筒4內(nèi)的隔板活塞4-1逐漸向浮力調(diào)整筒4開口方向移動(dòng)，使氣室體積逐漸增大，以改變浮力調(diào)整筒4的浮力值，使其得向上的浮力大于水下懸浮沖擊破碎裝置總重力，水下懸浮沖擊破碎裝置向上運(yùn)動(dòng)，直至浮出水面。
[0028]通過調(diào)整液壓缸的伸出量，可精細(xì)調(diào)節(jié)浮力的大小，從而控制懸浮平臺(tái)的上浮速度，防止過沖。平臺(tái)完全浮出水面后，可通過母船上的吊裝設(shè)備將水下懸浮沖擊破碎平臺(tái)吊裝至母船上，固定并安放。
[0029]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0030]通過采用液壓驅(qū)動(dòng)方式對(duì)調(diào)節(jié)液壓缸組活塞的伸出量和收縮量，改變其內(nèi)設(shè)有隔板活塞的相對(duì)位置，可調(diào)整浮力調(diào)整筒的氣室體積大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)水下懸浮沖擊破碎裝置的所受浮力的控制，從而完成對(duì)其下潛深度的實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)在水面下的任意位置懸浮功能。同時(shí)，通過對(duì)調(diào)整浮力調(diào)整筒的氣室體積大小控制，可對(duì)水下懸浮沖擊破碎裝置下潛或上浮速度的控制。
[0031]各調(diào)整浮力筒的活塞伸出量和收縮量的獨(dú)立控制或組合控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水下懸浮沖擊破碎平臺(tái)不同部位所受浮力值的調(diào)節(jié)，進(jìn)一步可以完成對(duì)水下懸浮沖擊破碎平臺(tái)在水下傾斜姿態(tài)的調(diào)整，以達(dá)到?jīng)_擊工作中對(duì)被工作對(duì)象的沖擊角度控制的要求。
[0032]通過控制各浮力筒氣室的體積，控制水下懸浮沖擊破碎裝置所受的浮力，利用浮力與其自身重力不平衡的現(xiàn)象，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊破碎過程所需的釬具正壓力的加載控制。
[0033]本實(shí)用新型技術(shù)手段簡(jiǎn)便易行，可用于較深水面以下的沖擊、破碎、鉚合、拆卸、鑿巖、穿孔等工程作業(yè)。
【附圖說明】
[0034]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖2為本實(shí)用新型傾斜角度調(diào)整過程中，左右側(cè)浮力筒氣室體積一致時(shí)的狀態(tài)示意圖。
[0036]圖3為本實(shí)用新型傾斜角度調(diào)整過程中，右側(cè)浮力筒氣室體積大于左側(cè)浮力筒氣室體積時(shí)的狀態(tài)不意圖。
[0037]圖4為本實(shí)用新型水平位置調(diào)整過程中，調(diào)整前A位置、傾斜調(diào)整、調(diào)整后B位置的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0039]實(shí)施例
[0040]如圖1至4所示。本實(shí)用新型一種水下懸浮沖擊破碎裝置，于包括密封的浮力筒1、鋼索及電纜5，所述浮力筒I的四周側(cè)壁設(shè)置有用于調(diào)整浮力筒I在水中的浮力及傾斜角度調(diào)整機(jī)構(gòu)；
[0041]所述浮力筒還包括液壓站2、控制器6、監(jiān)視器7和用于破碎水下工作對(duì)象的沖擊機(jī)構(gòu)；所述鋼索及電纜5的電纜連接控制器6，鋼索連接浮力筒I本體；
[0042]所述控制器6控制液壓站2、沖擊機(jī)構(gòu)、浮力及傾斜角度調(diào)整機(jī)構(gòu)、監(jiān)視器7完成相應(yīng)動(dòng)作，并通過鋼索及電纜5的電纜與水面上操作臺(tái)進(jìn)行信號(hào)傳輸；所述液壓站2連接沖擊機(jī)構(gòu)和浮力及傾斜角度調(diào)整機(jī)構(gòu)。
[0043]所述浮力及傾斜角度調(diào)整機(jī)構(gòu)包括:調(diào)節(jié)液壓缸組3、浮力調(diào)整筒4 ;
[0044]所述浮力調(diào)整筒4頂部開口，其內(nèi)設(shè)有隔板活塞4-1，隔板活塞4-1軸向與浮力調(diào)整筒4密封滑動(dòng)配合，以隔板活塞4-1為界，活塞板4-1上方為水室、下方為氣室，氣室與浮力筒I內(nèi)連通；調(diào)節(jié)液壓缸組3通過其活塞桿驅(qū)動(dòng)隔板活塞4-1在浮力調(diào)整筒4內(nèi)上下移動(dòng)，通過改變各氣室的相對(duì)空間，調(diào)整浮力筒I本體的上浮、下沉及傾斜角度。
[0045]所述沖擊機(jī)構(gòu)包括液壓沖擊破碎錘8和設(shè)置在其端部的釬具9，釬具9的端部伸出浮力筒I之外。
[0046]所述監(jiān)視器7包括一組或一組以上設(shè)置在浮力筒I外底部的水下視頻探頭、水深位置檢測(cè)裝置和水下探照燈。
[0047]監(jiān)視器7用以獲得下潛、上浮、水下工作過程中的各種參數(shù)(包括位置、水深、傾角、速度、溫度等)并可將相關(guān)信號(hào)傳遞給水面控制人員。
[0048]控制器6，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)水下懸浮沖擊破碎裝置各運(yùn)動(dòng)部件的控制，包括液壓站2、沖