專利名稱：兩個(gè)彼此可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部分間的聯(lián)接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兩個(gè)彼此可自由地相對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置間的聯(lián)接裝置，用于進(jìn)行彼此可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)裝置，例如一條船與一個(gè)系船裝置之間的連接，這兩個(gè)裝置中，至少有一個(gè)在外力，如波浪、風(fēng)和水流產(chǎn)生的作用下自由運(yùn)動(dòng)。該聯(lián)接裝置包括一個(gè)懸掛在一個(gè)裝置上的導(dǎo)向向銷以及一個(gè)在另一個(gè)裝置上的用于接收該銷子的接收導(dǎo)向件。
由已公布的荷蘭專利申請(qǐng)8100936可知，在一條油船與一個(gè)系泊裝置之間，采用了一種快速分離裝置，在因氣候環(huán)境的緣故需要使該船與系泊裝置脫離時(shí)，可以將它們之間的連接斷開(kāi)。
被斷開(kāi)的連接必須重新復(fù)原。A·J·Mace和K·C·Hunter在1987年第5490期OCT報(bào)告的一篇題為“用于加比魯(Jabiru)的設(shè)在油船上的海上生產(chǎn)系統(tǒng)的可斷式立式轉(zhuǎn)塔系泊裝置”的文章中，斜述了實(shí)現(xiàn)這種聯(lián)接的一種可能性。這種已知的聯(lián)接方式是用一個(gè)萬(wàn)向接頭將一個(gè)可自由擺動(dòng)的銷子懸掛支承于該油船，該銷子必須從油船被導(dǎo)入該系泊裝置的一個(gè)接收部件。在這篇文章中，所述的系泊裝置由一個(gè)圓柱形的浮筒構(gòu)成。為了便于操作，用一根纜繩穿過(guò)接收部件和銷子，該纜繩在進(jìn)行連接操作之前必須先被提起并被引導(dǎo)穿過(guò)該銷子。此外，在設(shè)置一個(gè)接收部件導(dǎo)向環(huán)。這一步連接完成后，必須進(jìn)行真正傳遞力的連接和管道連接。
油船在與系泊裝置進(jìn)行連接時(shí)，外部環(huán)境如波浪、風(fēng)和水流等使油船和系泊裝置各自彼此獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)。油船和系泊裝置各自有一個(gè)具大的質(zhì)量。
在連接進(jìn)行期間及完畢之后，銷子和接收部件得承受巨大的力，因此它們也有相對(duì)較大的質(zhì)量。當(dāng)銷子和連接部件借助或不借助導(dǎo)向纜繩而接近時(shí)，油船和系泊裝置彼此不同步的、任意的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起了許多問(wèn)題。這些是垂直相對(duì)運(yùn)動(dòng)、水平相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及銷子與接收部件之間角度位置變化等問(wèn)題中的一部分，由此產(chǎn)生不可避免的撞擊力的結(jié)果之一是銷子和接收部件不得不設(shè)計(jì)得非常結(jié)實(shí)。該已知技術(shù)建議，接收部件是漏斗形以適應(yīng)變化的角度位置。然而，漏斗的導(dǎo)向性能并不好。
本發(fā)明的目的是提供一種聯(lián)接裝置，該裝置在進(jìn)行一條船與一個(gè)系泊裝置的聯(lián)接方面不再有已知技術(shù)的那種聯(lián)接裝置的弊端，并且一般來(lái)說(shuō)也適應(yīng)于連接彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置，例如一條船與一個(gè)剛性地定位的裝置，可以避免較大的碰撞力。
根據(jù)本發(fā)明，達(dá)到上述目的第一步是接收部件有一個(gè)適于接收銷子并讓該銷子沿其軸線滑動(dòng)的套筒，該套筒懸掛在另一個(gè)裝置上并至少可繞兩條正交的軸線擺動(dòng);在離該懸掛支承一段距離的地方，該套筒與至少三個(gè)繞套筒軸線配置的帶液壓缸的支柱相連接，這些支柱支承在所說(shuō)的另一個(gè)裝置上。有了這樣的接收部件，本發(fā)明的銷子不管是否用導(dǎo)向纜繩都能在套筒運(yùn)動(dòng)到與作為導(dǎo)向銷的銷子處于同一直線的位置時(shí)立刻被導(dǎo)入套筒。如果用一根導(dǎo)向纜繩穿過(guò)套筒，則有助于軸線對(duì)準(zhǔn)。開(kāi)始時(shí)，該套筒的自由運(yùn)動(dòng)不受支柱的影響，由于套筒可擺動(dòng)地懸掛支承，套筒和銷子可以在一條直線上對(duì)正。一旦銷子被充分引入套筒，支柱液壓缸的液壓循環(huán)管路中的閥門關(guān)閉，支柱的工作模式便改變了。
支柱工作模式改變的時(shí)間與當(dāng)時(shí)存在的兩個(gè)裝置間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。如果工作支柱的模式的改變發(fā)生在這兩個(gè)裝置的相對(duì)速度最大的時(shí)刻，那么銷子和套筒間作用的力將比縮短支柱所需的負(fù)荷大，因此，承載的支柱將縮短，使支柱能活動(dòng)。
這兩個(gè)裝置間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是周期性的，所以在一個(gè)給定的瞬間，當(dāng)兩個(gè)裝置的相對(duì)速度為零時(shí)，它們之間的力是外界如波浪、風(fēng)、水流等產(chǎn)生的力。使所述支柱縮短所需的負(fù)荷比這些外界施加的負(fù)荷大，因此，這兩個(gè)裝置便被彼此相對(duì)地鎖住。當(dāng)這兩個(gè)裝置的橫向運(yùn)動(dòng)被有效地阻止時(shí)，銷子在仃止的套筒內(nèi)自由地沿軸向移動(dòng)，使進(jìn)一步的配合得以完成，從而阻止該二裝置的軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而便進(jìn)行連接。
根據(jù)本發(fā)明，將可擺動(dòng)的套筒支承在裝置上的每個(gè)支柱最好由至少兩個(gè)串聯(lián)的液壓缸活塞單元組成。每個(gè)支柱上的第一液壓缸活塞單元通過(guò)有截止閥的液壓循環(huán)管路與其它支柱上的相同的液壓缸活塞單元連接。當(dāng)連接這些液壓缸活塞單元的液壓循環(huán)管路的截止閥開(kāi)啟時(shí)，液體從一個(gè)單元流入另一個(gè)或其它的單元，以保證開(kāi)始進(jìn)行連接時(shí)套筒能自由擺動(dòng);當(dāng)所述管路的截止閥處于關(guān)閉位置時(shí)，每個(gè)液壓缸活塞單元獨(dú)立地工作，從一個(gè)儲(chǔ)液容器中大量地抽吸液體，液壓缸活塞單元可伸長(zhǎng)，但是由于所述液體不能通過(guò)液壓循環(huán)管路中的一個(gè)單向閥，該液壓缸活塞單元被鎖住而不能縮短。
構(gòu)成所述支柱的，與上述第一液壓缸活塞單元串聯(lián)的第二液壓缸活塞單元，它與一個(gè)液壓循環(huán)管路連接，液壓循環(huán)管路與一個(gè)蓄能器聯(lián)接。該液壓循環(huán)管路上裝有一個(gè)單向截止閥，它允許流體離開(kāi)所述的液壓缸活塞單元以承受蓄能器的作用，但不允許液體流回所述單元。
用適于恒定負(fù)荷的，具有非粘滯阻尼器那樣的替代部件的裝置代替所述的與蓄能器連接的第二液壓缸活塞單元，也可以獲得同樣的效果。
根據(jù)本發(fā)明，支柱具有第一和第二液壓缸活塞單元，當(dāng)?shù)谝灰簤貉h(huán)管路的截流閥開(kāi)啟時(shí)，支柱可自由伸縮;當(dāng)該截流閥關(guān)閉時(shí)，支柱能自由伸出，但只有在一個(gè)大于作用在第二液壓缸活塞單元上的蓄能器壓力的壓縮負(fù)荷的作用下，支柱才會(huì)縮短。
每個(gè)支柱的第二單元的液壓缸的活塞面積總和最好小于第一單元液壓缸的活塞面積的總和。
上述連接之后，最后連接之前，內(nèi)有銷子的套筒必須回到中心位置，因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō)，聯(lián)接結(jié)束而第一單元被鎖定時(shí)，套筒將處在一個(gè)傾斜的位置上，同時(shí)，至少有一個(gè)第二單元排出液體，承受蓄能器的壓力。
將蓄能器與第一單元連接，該單元便使套筒回到中央位置，第一液壓缸活塞單元完全伸出而第二液壓缸活塞單元全部縮回，這時(shí)的幾何圖形是以套筒為中心的。
支柱的目的是通過(guò)在距可轉(zhuǎn)動(dòng)懸掛支承一段距離處，在垂直于套筒軸線的方向上抑制套筒，阻止并最終停止套筒的運(yùn)動(dòng)。使所述支柱的軸線垂直于套筒軸線需要相當(dāng)大的空間，為了達(dá)到這一目的，本發(fā)明規(guī)定位于套筒和另一裝置間的支柱與套筒軸線成銳角。這種傾斜的定位解節(jié)省相當(dāng)大的空間，這是以某種有利的負(fù)荷方式為代價(jià)的。
如果第一和第二單元的液壓缸彼此緊靠地布置，則可以進(jìn)一步節(jié)省空間，并得到力的最佳分布。
套筒的可轉(zhuǎn)動(dòng)懸掛支承可以有一個(gè)環(huán)鉸接頭，例如以一個(gè)球形盤放在另一個(gè)球形盤中構(gòu)成的球鉸接頭。然而，該接頭可以有一個(gè)彈性體，例如在兩個(gè)同心的球形盤之間有一層彈性體。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的一種可能的聯(lián)接裝置的側(cè)視圖。
圖2表示一個(gè)工作示意圖。
圖2a是在一個(gè)不同的位置表示圖2的工作示意圖的一部分。
圖3為一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖4是圖2的一個(gè)替換方案。
圖1顯示了裝有系船臂或軛架3的一條油船或船舶1，該軛架3樞接于船舶2處，其外端4可繞軸線5旋轉(zhuǎn)并帶有一個(gè)環(huán)6，該環(huán)6可繞垂直于軸線5的水平軸7轉(zhuǎn)動(dòng)。
一個(gè)帶有銷9的冠狀物8可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承于環(huán)6。
軛架3借助于圖中所示的提升裝置10、11能上下移動(dòng)。
12表示一個(gè)浮在水中的柱體的上端，該柱體下端用錨鏈以一種圖中未顯示的方法錨定，但也可以是一個(gè)剛性的柱體或者是一個(gè)下端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在底錨上的立柱。
套筒14借助于一個(gè)鉸接頭懸掛支承于15處，該鉸接頭使套筒能繞所述的柱體上部13中的兩條水平正交的軸作垂直運(yùn)動(dòng)。一根用作連接的導(dǎo)向纜繩16穿過(guò)該套筒14，并被引導(dǎo)穿過(guò)銷9，在以一種未圖示的方式經(jīng)過(guò)一個(gè)導(dǎo)向錕，直至安置在船1甲板上的一個(gè)鉸車上。這根纜繩也有低的剛性，它必須將銷子導(dǎo)入套筒。
在套筒14下端與柱體上部支架17之間，安裝具有液壓缸活塞單元的支柱18，它們與套筒14的軸線成銳角配置。
液壓缸活塞單元包括一個(gè)內(nèi)缸20和與之同心的外缸21，兩個(gè)缸都與下面將參照?qǐng)D2加以說(shuō)明的液壓循環(huán)管路連通。
圖3顯示了在銷子插入套筒時(shí)，套筒對(duì)應(yīng)于銷子的瞬時(shí)位置的位置。
圖2顯示了套筒14下端22與第一液壓缸活塞單元21的活塞桿23的連接。至少有三個(gè)這樣的單元有規(guī)則地繞套筒14分布。圖2顯示了裝有四個(gè)液壓缸活塞單元的實(shí)施例中在同一平面內(nèi)的兩個(gè)這樣的單元。
在圖2中，第一液壓缸單元21和第二液壓缸單元20彼此緊靠而液壓缸20和21的外殼構(gòu)成一個(gè)剛性的整體。
用導(dǎo)管25注油的第一單元21的液壓缸空間24與一個(gè)供液容器26連接。在這些導(dǎo)管之間有一個(gè)連接導(dǎo)管27，分別與閥28和29連接。
導(dǎo)管25另裝有單向截止閥30，它使液體能從供液器流入這些單元，但不能反向流動(dòng)。
若閥28和29開(kāi)啟，液體便能從一個(gè)液壓缸空間24流過(guò)25、27和25流入對(duì)面的液壓缸空間24。不足的液體由導(dǎo)管31和32從供液器26補(bǔ)給。
若閥28和29關(guān)閉，活塞33仃在關(guān)閉瞬間它所在的液壓缸21內(nèi)的位置上，通常是在如圖3所示的傾斜位置。
彼此連接的不斷運(yùn)動(dòng)的裝置在鎖止的瞬間產(chǎn)生很大的力，而這些力是必須被承受的。
在圖2中，第二液壓缸活塞單元便是起這個(gè)作用的。
活塞34在所述液壓缸單元20的靠外的位置上，這就意味著液壓缸空間35完全充滿了液體，該活塞通過(guò)桿36與柱體上端連接。套筒14可擺動(dòng)地支承在該柱體內(nèi)。
液體空間35與一個(gè)蓄壓器39連接。
液壓缸活塞單元21鎖止后產(chǎn)生的力由起緩沖器作用的第二液壓缸單元20承受，這時(shí)，第二液壓缸單元必須處在吸收一個(gè)很大的力的那一側(cè)，活塞34穿入缸體20，使液體從空間35排出，通過(guò)導(dǎo)管37和單向截止閥38流向蓄能器39，使由第二單元20施加的負(fù)荷隨蓄壓器中壓力的增加而增加時(shí)，運(yùn)動(dòng)能繼續(xù)進(jìn)行并自然仃止。
此后，整個(gè)結(jié)構(gòu)是靜止的，即在配合部位，除了平行于銷和套筒的軸線的運(yùn)動(dòng)外，沒(méi)有其它的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。然而，在這個(gè)位置上，套筒會(huì)處在一個(gè)不理想的傾斜的方位，如圖3所示，進(jìn)行最后的連接之前，需要使它回到中心位置。為了達(dá)到這個(gè)目的，有閥41的單向截止閥40的液壓循環(huán)管路通過(guò)導(dǎo)管42和單向截止閥43與第一單元的液體空間24的導(dǎo)管25相連。
若配合聯(lián)接之后閥41開(kāi)啟，蓄壓器便通過(guò)導(dǎo)管40、42和單向截止閥43及導(dǎo)管25將液體鎖入第一單元空間24。由于第一和第二單元液壓缸形成一體，并且本實(shí)施例的液壓缸21的直徑大于液壓缸20，又由于缸20和21都由蓄壓器39提供液體，因此第一單元21的活塞桿23將伸出而第二單元20的活塞桿36將縮短，達(dá)到圖20中的末端位置。同時(shí)套筒14回到中心位置。通過(guò)使單向截止閥38停止工作或在38′處使該閥短路，就能使液體流回液壓缸20，整個(gè)系統(tǒng)隨即恢復(fù)到原先的位置。
圖4顯示了若干簡(jiǎn)化。在該圖中，與圖2相同的部件有相同的編號(hào)。
圖4的實(shí)施例中，只有第一液壓缸活塞單元，用21表示。其液體空間通過(guò)導(dǎo)管25和27中的閥28、29彼此相連，供與供液器26連接。關(guān)閉閥28和29即鎖住了缸體中的活塞33。
活塞33仍能沿缸體21伸出，液體通過(guò)導(dǎo)管25和單向截止閥31排出。
圖2的缸20在圖4中被緩沖器44取代。
配合聯(lián)接之后，閥41打開(kāi)，蓄壓器39通過(guò)導(dǎo)管40、42和單向截止閥43饋送液體，使缸21中的活塞充分伸出并充分壓縮緩沖器44，從而使套筒歸中。
權(quán)利要求
1.用于連接兩個(gè)彼此可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置，如一條船與一個(gè)系船裝置的連接裝置，該兩個(gè)裝置中至少有一個(gè)在外力如由波浪產(chǎn)生的力的影響下自由運(yùn)動(dòng)，該連接裝置包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地懸掛支承于一個(gè)裝置上的銷和在另一個(gè)裝置上的用來(lái)接收該銷子的帶導(dǎo)引裝置的接收部件，其特征在于，該接收部件包括一個(gè)適于接收銷子并使該銷子沿其軸線滑動(dòng)的套筒，該套筒懸掛支承于上述另一裝置并至少可繞兩個(gè)垂直的軸擺動(dòng)，在離該懸掛支承一段距離處，套筒與至少兩個(gè)繞套筒軸線布置的可銷定的支柱相連接，該支柱支承在該另一裝置上。
2.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)接裝置，其特征在于所述的支柱有液壓缸活塞單元，這些單元的液體空間通過(guò)一個(gè)有截流閥的液壓循環(huán)管路互相連接，截流閥開(kāi)啟時(shí)，液體由一個(gè)單元流入另一個(gè)或其余的單元，截流閥關(guān)閉時(shí)，活塞被鎖定在各自的液壓缸內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的聯(lián)接裝置，其特征在于所述支柱通過(guò)一個(gè)緩沖器連接支承在所述的另一裝置上。
4.如權(quán)利要求2和3所述的聯(lián)接裝置，其特征在于所述支柱在每一個(gè)第一液壓缸活塞單元的位置處有一個(gè)第二液壓缸活塞單元，該兩個(gè)單元的缸體外殼總是剛性地相互連接在一起，每個(gè)第二單元的活塞桿與所述另一裝置連接，充滿液體的第二單元的液壓缸空間通過(guò)一根帶單向截流閥的導(dǎo)管與一個(gè)蓄能器連接，該單向截流閥只允許液體從第二單元的液壓缸流向蓄能器，該蓄能器有一個(gè)帶截流閥的導(dǎo)管通過(guò)單向截流閥與第一單元的液壓缸連接，該單向截止閥只允許液體從蓄能器流向該液壓缸。
5.如權(quán)利要求4所述的聯(lián)接裝置，其特征在于第二單元的液壓缸的活塞面積小于第一單元的活塞面積。
6.如權(quán)利要求4或5所述的聯(lián)接裝置，其特征在于第二單元的液壓缸和蓄能器之間的導(dǎo)管中的單向截流閥能被停止工作。
7.如權(quán)利要求1至6中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的聯(lián)接裝置，其特征在于第一液壓缸活塞單元或第一和第二液壓缸活塞單元分別位于套筒和所述的另一個(gè)裝置之間，與套筒軸線成銳角。
8.如權(quán)利要求1至7中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的聯(lián)接裝置，其特征在于第一和第二單元的液壓缸空間彼此同心地排列。
9.如權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的聯(lián)接裝置，其特征在于套筒的可轉(zhuǎn)動(dòng)懸掛支承有一個(gè)球鉸接頭。
10.如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的聯(lián)接裝置，其特征在于套筒的可轉(zhuǎn)動(dòng)懸掛支承有一個(gè)在套筒和所述另一裝置之間的彈性接頭。
全文摘要
一條船1與一個(gè)系泊裝置12之間的聯(lián)接裝置，包括一個(gè)銷和一個(gè)接收套筒14，銷子插入套筒并可沿軸向滑動(dòng)。該套筒可擺動(dòng)地懸掛支承并與具有液壓循環(huán)管道的液壓支柱18連接，該管路具有閥28、29，用于阻止支柱18的浮動(dòng)。
文檔編號(hào)B63B22/02GK1030725SQ8810422
公開(kāi)日1989年2月1日 申請(qǐng)日期1988年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月10日
發(fā)明者奧尼·吉弗里, 吉尼米特·珍·卡魯?shù)?申請(qǐng)人:信號(hào)系泊浮筒公司