一種深水液壓打樁錘及其動力裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于深水液壓打樁錘的動力裝置，深水液壓打樁錘包括錘體和伸縮頭，動力裝置包括支撐框架和動力模塊，支撐框架能夠拆卸地安裝在錘體上，一套以上動力模塊安裝在支撐框架內(nèi)，動力模塊包括緩沖減震系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和供油系統(tǒng)，緩沖減震系統(tǒng)安裝在支撐框架內(nèi)，驅(qū)動系統(tǒng)和供油系統(tǒng)安裝在緩沖減震系統(tǒng)上，驅(qū)動系統(tǒng)包括電機(jī)和液壓泵，電機(jī)和液壓泵封閉設(shè)置于能夠調(diào)節(jié)壓力的罐體中，供油系統(tǒng)包括油箱，油箱封閉設(shè)置于能夠調(diào)節(jié)壓力的罐體中，電機(jī)傳動連接液壓泵，液壓泵通過油路將油箱的油液泵送至錘體內(nèi)的液壓系統(tǒng)中，以驅(qū)動伸縮頭動作。本發(fā)明中動力模塊設(shè)置于打樁錘上，動力傳輸路徑短，可以實(shí)現(xiàn)可靠、穩(wěn)定、高效地深水打樁作業(yè)。
【專利說明】一種深水液壓打粧錘及其動力裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及深水液壓打樁技術(shù)，尤其與深水液壓打樁中提供動力的裝置結(jié)構(gòu)有關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓打樁錘是一種具有效率高、噪聲低、污染小、可抗拒惡劣的海上環(huán)境等特點(diǎn)的新型打樁設(shè)備，主要應(yīng)用于港口、跨海大橋、海上采油導(dǎo)管架平臺、深水結(jié)構(gòu)物、深水采油樹及海上風(fēng)電安裝等領(lǐng)域。
[0003]深水液壓打樁錘的工作水深范圍為400?2000m。由于水深壓力大、海底地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣及海浪大等因素，用于深水設(shè)備安裝的深水打樁錘必須能夠承超壓、抗風(fēng)浪、抗沖擊、抗變形、抗斷裂、抗疲勞等，并能克服海底地形干擾，技術(shù)水平要求高。
[0004]隨著海洋工程、深海石油、深海采礦等技術(shù)的發(fā)展，人類對海洋的探索已轉(zhuǎn)向深海區(qū)域。普通打樁錘的液壓站設(shè)置在地面，通過管路連通水下作業(yè)的打樁錘，由于深水作業(yè)的打樁錘距離地面較遠(yuǎn)，因此液壓站在通過管路動力傳輸時(shí)損耗大，而且不穩(wěn)定，因此導(dǎo)致打樁錘作業(yè)質(zhì)量和效率都大打折扣，無法完成在大深度海域進(jìn)行的水下樁基作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的為提供一種能夠可靠、穩(wěn)定、高效地在深水環(huán)境中進(jìn)行打樁作業(yè)的深水液壓打樁錘及其動力裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種用于深水液壓打樁錘的動力裝置，所述深水液壓打樁錘包括錘體和伸縮頭，所述動力裝置包括支撐框架和動力模塊，所述支撐框架能夠拆卸地安裝在所述錘體上，所述動力模塊安裝在所述支撐框架內(nèi)，數(shù)量為一套以上，所述動力模塊包括緩沖減震系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和供油系統(tǒng)，所述緩沖減震系統(tǒng)安裝在所述支撐框架內(nèi)，所述驅(qū)動系統(tǒng)和供油系統(tǒng)安裝在所述緩沖減震系統(tǒng)上，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括電機(jī)和液壓泵，所述電機(jī)和液壓泵封閉設(shè)置于能夠調(diào)節(jié)壓力的罐體中，所述供油系統(tǒng)包括油箱，所述油箱封閉設(shè)置于能夠調(diào)節(jié)壓力的罐體中，所述電機(jī)傳動連接所述液壓泵，所述液壓泵通過油路將所述油箱的油液泵送至所述錘體內(nèi)的液壓系統(tǒng)中，以驅(qū)動所述伸縮頭動作。
[0008]進(jìn)一步，所述支撐框架呈環(huán)形分布，固定安裝在所述深水液壓打樁錘的外周面上，所述動力模塊為3套或4套，均勻布設(shè)于所述支撐框架內(nèi)。
[0009]進(jìn)一步，所述緩沖減震系統(tǒng)包括支座、緩沖缸、緩沖油路和蓄能器，所述支座用于支撐安裝所述驅(qū)動系統(tǒng)和供油系統(tǒng)，所述緩沖缸缸體安裝在所述支撐框架內(nèi)，動力輸出端連接所述支座，所述蓄能器通過所述緩沖油路連通所述緩沖缸。
[0010]進(jìn)一步，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括所述電機(jī)和液壓泵，以及第一罐和第一油壓補(bǔ)償器，所述電機(jī)和液壓泵套設(shè)于所述第一罐中，所述第一罐密封設(shè)置，內(nèi)部填充油液，所述第一罐連通所述第一油壓補(bǔ)償器，所述第一油壓補(bǔ)償器根據(jù)環(huán)境壓力向所述第一罐中補(bǔ)充油液，使所述第一罐的內(nèi)外壓力保持平衡。
[0011]進(jìn)一步，所述第一油壓補(bǔ)償器包括殼體、膠囊、連接管和安裝法蘭，所述殼體上設(shè)置有連通外部環(huán)境的通口，所述膠囊設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且所述膠囊內(nèi)部填充有油液，所述連接管分別連通所述膠囊和所述第一罐，所述安裝法蘭用于安裝所述第一油壓補(bǔ)償器。
[0012]進(jìn)一步，所述電機(jī)為油浸式高壓潛水電機(jī)，所述液壓泵為恒壓變量泵。
[0013]進(jìn)一步，所述供油系統(tǒng)包括所述油箱，以及第二罐和第二油壓補(bǔ)償器，所述油箱套設(shè)于所述第二罐中，所述第二罐密封設(shè)置，內(nèi)部填充油液，所述第二罐連通所述第二油壓補(bǔ)償器，所述第二油壓補(bǔ)償器根據(jù)環(huán)境壓力向所述第二罐中補(bǔ)充油液，使所述第二罐的內(nèi)外壓力保持平衡。
[0014]進(jìn)一步，所述第二油壓補(bǔ)償器包括殼體、膠囊、連接管和安裝法蘭，所述殼體上設(shè)置有連通外界環(huán)境的通口，所述膠囊設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且所述膠囊內(nèi)部填充有油液，所述連接管分別連通所述膠囊和所述第二罐，所述安裝法蘭用于安裝所述第二油壓補(bǔ)償器。
[0015]進(jìn)一步，所述驅(qū)動系統(tǒng)和所述供油系統(tǒng)均連接設(shè)置有壓力傳感器。
[0016]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供如下技術(shù)方案:
[0017]一種深水液壓打樁錘，包括錘體和伸縮頭，還包括如上所述的動力裝置，所述動力裝置能夠拆卸地安裝在所述錘體上。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中動力模塊設(shè)置于打樁錘上，動力傳輸路徑短，可以實(shí)現(xiàn)可靠、穩(wěn)定、高效地深水打樁作業(yè)，而且本發(fā)明的動力模塊中電機(jī)、液壓泵和油箱均設(shè)置于壓力可調(diào)的封閉罐體中，從而可以適應(yīng)深水環(huán)境，另外緩沖減震系統(tǒng)提高了本發(fā)明作業(yè)的可靠性和穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0020]圖1為本發(fā)明的用于深水液壓打樁錘的動力裝置主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的用于深水液壓打樁錘的動力裝置剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的用于深水液壓打樁錘的動力裝置俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施例將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明的深水液壓打樁錘包括錘體11和伸縮頭。如圖1-3所示，錘體11上固定設(shè)置連接部，本發(fā)明的用于深水液壓打樁錘的動力裝置通過螺栓螺母安裝在打樁錘的錘體11的該連接部上，方便進(jìn)行拆裝，實(shí)現(xiàn)模塊化。本發(fā)明的動力裝置包括支撐框架2和一個或多個動力模塊3。支撐框架2為框架結(jié)構(gòu)，且呈環(huán)形分布，通過螺栓螺母安裝在錘體11的連接部上，以保護(hù)設(shè)置于其中的動力模塊3。動力模塊3數(shù)量在一套以上，通常為3套或4套，本實(shí)施例中為4套，多套動力模塊3均勻布設(shè)于支撐框架2內(nèi)，以使深水液壓打樁錘保持平衡。
[0025]本發(fā)明中，動力模塊3包括緩沖減震系統(tǒng)36、驅(qū)動系統(tǒng)32和供油系統(tǒng)34。緩沖減震系統(tǒng)36安裝在支撐框架2內(nèi)，并固定安裝在支撐框架2的底部。緩沖減震系統(tǒng)36包括支座61、緩沖缸62、緩沖油路63和蓄能器64，支座61用于支撐安裝驅(qū)動系統(tǒng)32和供油系統(tǒng)34，緩沖缸62連通緩沖油路63，且缸體固定安裝在支撐框架2內(nèi)，動力輸出端連接支座61，蓄能器64通過緩沖油路63連通緩沖缸62，以起到緩沖作用。
[0026]驅(qū)動系統(tǒng)32和供油系統(tǒng)34安裝在緩沖減震系統(tǒng)36上，以免受大的沖擊，提高本發(fā)明的抗沖擊能力。驅(qū)動系統(tǒng)32包括第一罐21、電機(jī)23、液壓泵25和第一油壓補(bǔ)償器27，電機(jī)23和液壓泵25封閉地套設(shè)于第一罐21中，電機(jī)23傳動連接液壓泵25，液壓泵25通過油路連接油箱43，并通過管路和壓力控制閥組13連通打樁錘的液壓系統(tǒng)，以驅(qū)動深水液壓打樁錘動作。第一罐21密封設(shè)置，內(nèi)部填充油液。第一罐21連通第一油壓補(bǔ)償器27,第一油壓補(bǔ)償器27根據(jù)環(huán)境壓力向第一罐21中補(bǔ)充油液，使第一罐21的內(nèi)外壓力保持平衡，從而保護(hù)設(shè)置于第一罐21中的電機(jī)23和液壓泵25。其中，電機(jī)23為油浸式高壓潛水電機(jī)，液壓泵25為恒壓變量泵，以降低液壓傳動的能量損耗。
[0027]供油系統(tǒng)34包括第二罐41、油箱43和第二油壓補(bǔ)償器47，油箱43封閉地套設(shè)于第二罐41中，第二罐41密封設(shè)置，內(nèi)部填充油液。第二罐41連通第二油壓補(bǔ)償器47，第二油壓補(bǔ)償器47根據(jù)環(huán)境壓力向第二罐41中補(bǔ)充油液，使第二罐41的內(nèi)外壓力保持平衡。
[0028]本發(fā)明中，第一油壓補(bǔ)償器27和第二油壓補(bǔ)償器47的結(jié)構(gòu)基本相同，均包括殼體71、膠囊72、連接管73和安裝法蘭74。其中，殼體71上設(shè)置有連通外部環(huán)境的通口，以與外部環(huán)境壓力一致，膠囊72設(shè)置于殼體71內(nèi)，且膠囊72內(nèi)部填充有油液，連接管73 —端連通膠囊72，另一端分別和第一罐21、第二罐41連通，安裝法蘭74用于安裝第一油壓補(bǔ)償器27和第二油壓補(bǔ)償器47。在深水環(huán)境中，水進(jìn)入殼體71內(nèi)，在水壓力增大時(shí)壓迫膠囊72，使膠囊72中的油液通過連接管73向第一罐21或第二罐41中流動，直到達(dá)到壓力平衡，從而使第一罐21和第二罐41中內(nèi)外環(huán)境壓力相同，保護(hù)其中的電機(jī)23、液壓泵25和油箱43，使電機(jī)23、液壓泵25和油箱43在深水環(huán)境中能夠正常運(yùn)行。
[0029]另外，本發(fā)明中，為進(jìn)一步提高安全性，在驅(qū)動系統(tǒng)32和供油系統(tǒng)34上均連接設(shè)置有壓力傳感器5，以監(jiān)控驅(qū)動系統(tǒng)32和供油系統(tǒng)34的壓力情況，在出現(xiàn)異常時(shí)可及時(shí)排除，避免發(fā)生事故。
[0030]本發(fā)明的工作過程如下所述:
[0031]電機(jī)23驅(qū)動液壓泵25,使液壓油具有一定的能量，以驅(qū)動打樁錘的液壓缸往復(fù)運(yùn)動。打樁錘到深水進(jìn)行打樁作業(yè)時(shí)，當(dāng)下潛到一定深度，第一罐21和第二罐41內(nèi)壓力低于外界海水壓力，需對其進(jìn)行補(bǔ)償壓力，如上所述，該補(bǔ)償過程分別通過第一油壓補(bǔ)償器27和第二油壓補(bǔ)償器47實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行打樁作業(yè)時(shí)，油箱43內(nèi)液壓油進(jìn)入壓力控制閥組13通過油管驅(qū)動打樁錘I的液壓缸往復(fù)運(yùn)動，以使伸縮頭12往復(fù)動作。
[0032]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是:
[0033]1、電機(jī)23和液壓泵25封閉在第一罐21內(nèi)，且有第一油壓補(bǔ)償器27隨水深增加及時(shí)對第一罐21進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)償，以保證電機(jī)23、液壓泵25恒定的工作環(huán)境；
[0034]2、油箱43封閉在第二罐41內(nèi)，且有第二油壓補(bǔ)償器47隨水深增加及時(shí)對第二罐41進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)償，以保證油箱43恒定的工作環(huán)境；
[0035]3、油浸式高壓潛水電機(jī)具有良好的密封性，內(nèi)部可充油，具有漏水預(yù)警功能，適應(yīng)2500m水深高壓低溫的工作環(huán)境，保持性能的情況下具有較小的體積和重量；[0036]4、緩沖減震系統(tǒng)36有效地避免了打樁錘樁基作業(yè)時(shí)強(qiáng)烈的震動對本發(fā)明的元器件的損壞；
[0037]5、本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、體積小的情況下，由水面上設(shè)置變?yōu)殡S打樁錘下潛到深水，避免了液壓油長距離沿程能量損失，大幅提高樁基作業(yè)效率。
[0038]因此，本發(fā)明有助于促進(jìn)海洋工程裝備、深水石油裝備自主研發(fā)，也有助于其它深海設(shè)備研發(fā)能力的提升，并做出技術(shù)示范。對加快我國開發(fā)深海礦產(chǎn)資源、油氣資源具有巨大的幫助。
[0039]本發(fā)明的技術(shù)方案已由優(yōu)選實(shí)施例揭示如上。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到在不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神的情況下所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于深水液壓打樁錘的動力裝置，所述深水液壓打樁錘包括錘體和伸縮頭，其特征在于，所述動力裝置包括支撐框架和動力模塊，所述支撐框架能夠拆卸地安裝在所述錘體上，所述動力模塊安裝在所述支撐框架內(nèi)，數(shù)量為一套以上，所述動力模塊包括緩沖減震系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和供油系統(tǒng)，所述緩沖減震系統(tǒng)安裝在所述支撐框架內(nèi)，所述驅(qū)動系統(tǒng)和供油系統(tǒng)安裝在所述緩沖減震系統(tǒng)上，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括電機(jī)和液壓泵，所述電機(jī)和液壓泵封閉設(shè)置于能夠調(diào)節(jié)壓力的罐體中，所述供油系統(tǒng)包括油箱，所述油箱封閉設(shè)置于能夠調(diào)節(jié)壓力的罐體中，所述電機(jī)傳動連接所述液壓泵，所述液壓泵通過油路將所述油箱的油液泵送至所述錘體內(nèi)的液壓系統(tǒng)中，以驅(qū)動所述伸縮頭動作。
2.如權(quán)利要求1所述的用于深水液壓打樁錘的動力裝置，其特征在于，所述支撐框架呈環(huán)形分布，固定安裝在所述深水液壓打樁錘的外周面上，所述動力模塊為3套或4套，均勻布設(shè)于所述支撐框架內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于深水液壓打樁錘的動力裝置，其特征在于，所述緩沖減震系統(tǒng)包括支座、緩沖缸、緩沖油路和蓄能器，所述支座用于支撐安裝所述驅(qū)動系統(tǒng)和供油系統(tǒng)，所述緩沖缸缸體安裝在所述支撐框架內(nèi)，動力輸出端連接所述支座，所述蓄能器通過所述緩沖油路連通所述緩沖缸。
4.如權(quán)利要求1所述的用于深水液壓打樁錘的動力裝置，其特征在于，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括所述電機(jī)和液壓泵，以及第一罐和第一油壓補(bǔ)償器，所述電機(jī)和液壓泵套設(shè)于所述第一罐中，所述第一罐密封設(shè)置，內(nèi)部填充油液，所述第一罐連通所述第一油壓補(bǔ)償器，所述第一油壓補(bǔ)償器根據(jù)環(huán)境壓力向所述第一罐中補(bǔ)充油液，使所述第一罐的內(nèi)外壓力保持平衡。
5.如權(quán)利要求4所述的用于深水液壓打樁錘的動力裝置，其特征在于，所述第一油壓補(bǔ)償器包括殼體、膠囊、連接管和安裝法蘭，所述殼體上設(shè)置有連通外部環(huán)境的通口，所述膠囊設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且所述膠囊內(nèi)部填充有油液，所述連接管分別連通所述膠囊和所述第一罐，所述安裝法蘭用于安裝所述第一油壓補(bǔ)償器。
6.如權(quán)利要求4所述的用于深水液壓打樁錘的動力裝置，其特征在于，所述電機(jī)為油浸式高壓潛水電機(jī)，所述液壓泵為恒壓變量泵。
7.如權(quán)利要求1所述的用于深水液壓打樁錘的動力裝置，其特征在于，所述供油系統(tǒng)包括所述油箱，以及第二罐和第二油壓補(bǔ)償器，所述油箱套設(shè)于所述第二罐中，所述第二罐密封設(shè)置，內(nèi)部填充油液，所述第二罐連通所述第二油壓補(bǔ)償器，所述第二油壓補(bǔ)償器根據(jù)環(huán)境壓力向所述第二罐中補(bǔ)充油液，使所述第二罐的內(nèi)外壓力保持平衡。
8.如權(quán)利要求7所述的用于深水液壓打樁錘的動力裝置，其特征在于，所述第二油壓補(bǔ)償器包括殼體、膠囊、連接管和安裝法蘭，所述殼體上設(shè)置有連通外界環(huán)境的通口，所述膠囊設(shè)置于所述殼體內(nèi)，且所述膠囊內(nèi)部填充有油液，所述連接管分別連通所述膠囊和所述第二罐，所述安裝法蘭用于安裝所述第二油壓補(bǔ)償器。
9.如權(quán)利要求1所述的用于深水液壓打樁錘的動力裝置，其特征在于，所述驅(qū)動系統(tǒng)和所述供油系統(tǒng)均連接設(shè)置有壓力傳感器。
10.一種深水液壓打樁錘，包括錘體和伸縮頭，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1-9任一所述的動力裝置，所述動力裝置能夠拆卸地安裝在所述錘體上。
【文檔編號】E02D7/14GK103938630SQ201410128489
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】丁全智, 邱成國, 樊秉力, 葛濤, 孫福, 吳國浩 申請人:太重（天津）濱海重型機(jī)械有限公司, 太原重工股份有限公司