阅读说明：本技术 一种可快速解脱的软刚臂式单点系泊系统连接装置 (Soft rigid arm type single-point mooring system connecting device capable of being rapidly disengaged ) 是由 王伟伟 董海防 朱刚 李婉婉 袁威 尧白莲 李慧 张林春 李剑 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可快速解脱的软刚臂式单点系泊系统连接装置,涉及单点系泊技术领域,包括连接轴套、连接轴和连接结构,连接轴套一端设有容纳通道,且连接轴套侧壁上设有多个通孔,连接轴一端与容纳通道匹配,连接轴上设有一凹环,连接轴套和连接轴分别用于固定于系泊系统中需要具有解脱和连接功能的两结构件上,连接结构包括驱动装置和多个插杆,插杆一端设有固定头,并滑动设于通孔内,驱动装置固定于连接轴套外,其用于驱动插杆沿通孔往复运动,且当插杆向容纳通道运动到最远距离时,固定头位于容纳通道内,并用于与凹环配合固定,本发明能够在高海况或突发事故下实现系泊系统连接结构件快速、可靠的应急解脱。(The invention discloses a flexible rigid arm type single-point mooring system connecting device capable of being rapidly released, which relates to the technical field of single-point mooring, and comprises a connecting shaft sleeve, a connecting shaft and a connecting structure, wherein one end of the connecting shaft sleeve is provided with a containing channel, the side wall of the connecting shaft sleeve is provided with a plurality of through holes, one end of the connecting shaft is matched with the containing channel, the connecting shaft is provided with a concave ring, the connecting shaft sleeve and the connecting shaft are respectively used for being fixed on two structural members which need to have releasing and connecting functions in a mooring system, the connecting structure comprises a driving device and a plurality of inserting rods, one end of each inserting rod is provided with a fixing head, the fixing head is arranged in the through hole in a sliding manner, the driving device is fixed outside the connecting shaft sleeve and is used for driving the inserting rods to reciprocate along the through holes, and when the inserting rods move to the containing channel to the farthest distance, the fixing heads are positioned in the containing channel and are, Reliable emergency release.)

一种可快速解脱的软刚臂式单点系泊系统连接装置

技术领域

本发明涉及单点系泊技术领域，具体涉及一种可快速解脱的软刚臂式单点系泊系统连接装置。

背景技术

软刚臂式单点系泊系统的主要作用是将海上浮式装置或核动力平台定位于预定的海域，并具有对外输送流体、电力及通讯的功能。主要用于水深在100米以内的浅海海域，系泊船舶或平台的吨位为3～15万吨左右。

软刚臂式单点系泊系统主要由船首的系泊支架、系泊腿、系泊刚臂及海上固定塔架组成。通过系泊腿将船首上的系泊支架与带有压载水的系泊刚臂连接，组成变刚度的水上软刚臂系统。各连接副采用多个铰链和转盘轴承连接，保证船在风、浪、流的作用下具有风向标效应，系泊系统的受力最小。

通过拆除系泊腿与系泊刚臂间的连接法兰或销轴，可实现船的系泊解脱，为船或浮式平台在海上永久系泊作业提供可解脱功能，是一种可解脱的永久系泊式系统。但是，解脱作业需在海上完成数十个法兰螺栓或连接销轴的拆除，需作业人员使用特种拆除工具进行现场作业，且需多艘辅助船的协调配合，现场拆除作业操作难度大且耗时长。这就要求解脱作业对海洋环境的要求非常苛刻，不可在高海况下进行。

当平台作业海域将遭遇不可抗天气或发生突发事故急需解脱回船坞时，而此刻不在正常解脱作业要求的气候窗口期内，海况无法满足解脱作业条件，不能保证人员的操作安全及作业的顺利完成。且在高海况下辅助船无法提供有效的浮吊及定位牵引，大大增加了解脱作业难度。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种可快速解脱的软刚臂式单点系泊系统连接装置，避免海上拆卸或安装数量繁多的螺栓，能够在高海况或突发事故下实现系泊系统连接结构件快速、可靠的应急解脱。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

提供一种可快速解脱的软刚臂式单点系泊系统连接装置，包括：

连接轴套，所述连接轴套一端设有容纳通道，且所述连接轴套侧壁上设有多个与所述容纳通道连通的通孔；

连接轴，所述连接轴一端与所述容纳通道匹配，所述连接轴上设有一凹环，当所述连接轴一端位于所述容纳通道内时，所述凹环位于多个所述通孔的轴线上，同时，所述连接轴套和连接轴分别用于固定于系泊系统中需要具有解脱和连接功能的两结构件上；

连接结构，所述连接结构包括驱动装置和多个插杆，所述插杆一端设有固定头，并滑动设于所述通孔内，所述驱动装置固定于所述连接轴套外，其用于驱动所述插杆沿所述通孔往复运动，且当所述插杆向所述容纳通道运动到最远距离时，所述固定头位于所述容纳通道内，并用于与所述凹环配合固定。

在上述技术方案的基础上，所述连接结构还包括：

托槽座，所述托槽座套设于所述连接轴套上，所述托槽座上设有第一滑槽；

滑环，所述滑环活动套设于所述连接轴套上，且位于所述第一滑槽内，所述滑环远离所述托槽座的一侧沿其周向设有第二滑槽，所述第二滑槽与所述通孔对应位置的内侧设有向外延伸的弧形凸块，所述插杆远离所述通孔的一端滑动设于所述第二滑槽内；

所述驱动装置一端转动固定于所述托槽座或连接轴套上，所述驱动装置另一端转动固定于所述滑环上，并用于驱动所述滑环转动，以带动所述插杆沿所述通孔往复运动。

在上述技术方案的基础上，所述连接结构还包括滑槽盖，所述滑槽盖套设于所述连接轴套上，并与所述托槽座固定，所述滑环位于所述滑槽盖和托槽座间。

在上述技术方案的基础上，所述滑槽盖上设有多个与所述通孔同轴的第三滑槽，所述插杆上设有一凸块，所述凸块滑动设于所述第三滑槽内。

在上述技术方案的基础上，所述托槽座上设有第一固定板，所述滑环靠近所述第一固定板设有第二固定板，所述第一固定板和第二固定板分别通过一铰链销轴与所述驱动装置两端连接。

在上述技术方案的基础上，所述第二滑槽各部位槽宽相同，且所述第二滑槽的槽宽等于所述插杆直径。

在上述技术方案的基础上，所述通孔的截面为方形，且所述插杆与所述通孔形状匹配。

在上述技术方案的基础上，所述固定头为楔形，且所述凹环的截面与所述固定头形状匹配。

在上述技术方案的基础上，所述连接轴包括第一连接轴和第二连接轴，所述第一连接轴直径小于所述第二连接轴直径，且所述第一连接轴与所述容纳通道匹配。

在上述技术方案的基础上，所述驱动装置为液压缸。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的一种可快速解脱的软刚臂式单点系泊系统连接装置，通过连接轴和连接结构配合作用，能够完成对连接轴的解脱和固定，并避免海上拆卸或安装数量繁多的螺栓，从而在将连接轴套和连接轴分别固定于系泊系统中需要具有解脱和连接功能的两结构件上时，能够在高海况或突发事故下实现系泊系统连接结构件快速、可靠的应急解脱。

附图说明

图1为本发明实施例中连接装置连接状态时的剖面图；

图2为本发明实施例中连接装置连接状态时的立面图；

图3为本发明实施例中连接装置连接状态时无滑槽盖的立面图；

图4为本发明实施例中连接装置解脱状态时的剖面图；

图5为本发明实施例中连接装置解脱状态时的立面图；

图6为本发明实施例中连接装置解脱状态时无滑槽盖的立面图。

图中：1-连接轴套，2-连接轴，21-凹环，22-第一连接轴，23-第二连接轴，3-连接结构，31-驱动装置，32-插杆，321-固定头，322-凸块，33-托槽座，331-第一滑槽，332-第一固定板，34-滑环，341-第二滑槽，342-弧形凸块，343-第二固定板，35-滑槽盖，351-第三滑槽，36-铰链销轴。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1、图3、图4和图6所示，本发明实施例提供一种可快速解脱的软刚臂式单点系泊系统连接装置，包括连接轴套1、连接轴2和连接结构3，连接轴套1一端设有容纳通道，且连接轴套1侧壁上设有多个与容纳通道连通的通孔，连接轴2一端与容纳通道匹配，连接轴2上设有一凹环21，当连接轴2一端位于容纳通道内时，凹环21位于多个通孔的轴线上，同时，连接轴套1和连接轴2分别用于固定于系泊系统中需要具有解脱和连接功能的两结构件上，连接结构3包括驱动装置31和多个插杆32，优选地，驱动装置31为液压缸，插杆32一端设有固定头321，并滑动设于通孔内，驱动装置31固定于连接轴套1外，其用于驱动插杆32沿通孔往复运动，且当插杆32向容纳通道运动到最远距离时，固定头321位于容纳通道内，并用于与凹环21配合固定。

其中，在连接轴套1和连接轴2分别固定于系泊系统中需要具有解脱和连接功能的两结构件上时，系泊系统需要达到连接功能时，通过驱动装置31驱动插杆32沿通孔向外运动(远离容纳通道的方向)，使固定头321位于通孔内，此时，将连接轴2***到连接轴套1的容纳通道内的预定位置时(即为连接轴2的凹环21与多个通孔的轴线共线)，通过驱动装置31驱动插杆32沿通孔向内运动，使固定头321位于凹环21内，从而将连接轴2和连接轴套1固定；

当系泊系统需要达到解脱功能时，通过驱动装置31驱动插杆32沿通孔向外运动，使固定头321位于通孔内，此时，可以进行抽离连接轴2以达到解脱分离的功能；该连接装置与传统的法兰螺栓连接相比，不需要对中螺栓孔和使用螺栓拉伸工具，省去螺栓拆卸与安装作业，且该连接装置可实现无人全机械化解脱连接作业，大大提高单点系泊系统解脱与连接的作业效率，降低作业人员工作强度，并且使得解脱与连接作业对海况条件的要求降低，能根据需要满足系泊系统快速、可靠的连接与解脱功能。

参见图3和图6所示，连接结构3还包括托槽座33和滑环34，托槽座33套设于连接轴套1上，托槽座33上设有第一滑槽331，滑环34活动套设于连接轴套1上，且位于第一滑槽331内，滑环34远离托槽座33的一侧沿其周向设有第二滑槽341，第二滑槽341与通孔对应位置的内侧设有向外延伸的弧形凸块342，插杆32远离通孔的一端滑动设于第二滑槽341内，其中，驱动装置31一端转动固定于托槽座33或连接轴套1上，驱动装置31另一端转动固定于滑环34上，并用于驱动滑环34转动，以带动插杆32沿通孔往复运动。

其中，在驱动装置31驱动插杆32沿通孔往复运动以完成系泊系统的解脱和连接功能时，当需要完成系泊系统的解脱功能时，驱动装置31作用于滑环34上，使滑环34绕其轴线转动，滑环34转动过程中，插杆32位于滑环34内的一端会在第二滑槽341中滑动，插杆32位于第二滑槽341中的一端在弧形凸块342处并滑动时，由于弧形凸块342的突出的弧形段作用，能够使插杆32整体向外运动，从而使固定头321离开容纳通道进入通孔内，连接轴2由于没有固定头321的约束作用，可以进行抽离操作，从而完成了解脱的功能。

在需要完成连接功能时，此时，插杆32位于第二滑槽341中的一端位于弧形凸块342处，且固定头321位于通孔内，将连接轴2***连接轴套1的容纳通道内，并使连接轴2的凹环与通孔的轴线共线，通过驱动装置31驱动滑环34绕其轴向转动，使插杆32位于第二滑槽341中的一端离开弧形凸块342处，由于第二滑槽341的作用，能够作用于插杆32上，使其沿通孔向内运动，最终使固定头321位于凹环21内，将连接轴2和连接轴套1进行固定，从而完成了系泊系统的连接功能。

参见图1、图2、图4和图5所示，连接结构3还包括滑槽盖35，滑槽盖35套设于连接轴套1上，并与托槽座33固定，滑环34位于滑槽盖35和托槽座33间，通过滑槽盖35的设置，能够对滑环34起到限位和保护的作用，避免滑环34在转动过程中离开第一滑槽331而无法完成对插杆32的驱动作用，同时，保护减小滑环34与外界环境的接触面积，从而降低滑环34的腐蚀速率。

参见图1和图4所示，滑槽盖35上设有多个与通孔同轴的第三滑槽351，插杆32上设有一凸块322，凸块322滑动设于第三滑槽351内，通过第三滑槽351的设置，能够在插杆32运动中与凸块322配合，使插杆32仅沿通孔轴线方向运动，也避免滑环34转动过程中，插杆32发生转动的情况，从而能够保证插杆32能够时刻由于滑环34的转动而进行往复运动。

参见图1、图3、图4和图6所示，托槽座33上设有第一固定板332，滑环34靠近第一固定板332设有第二固定板343，第一固定板332和第二固定板343分别通过一铰链销轴36与驱动装置31两端连接，通过设置的第一固定板332和第二固定板343，能够在驱动装置31驱动滑环34转动时，使滑环34能够转动较大的角度，从而能够使弧形凸块342的弧线平缓，进而能够便于插杆32在第二滑槽341内滑动，进而能够减小滑环34转动时，插杆32对第二滑槽341的损坏，从而提高了该装置的使用寿命。

第二滑槽341各部位槽宽相同，且第二滑槽341的槽宽等于插杆32直径，能够保证在转动滑环34使插杆32向内运动时，插杆32按照原运动轨迹回程，避免由于第二滑槽341的槽宽不均匀时，出现滑环34转动无法使插杆32向内运动至原系泊系统连接时的状态(即固定头321位于凹环21内的状态)。

通孔的截面为方形，且插杆32与通孔形状匹配，通过将通孔和插杆32的形状设置为方形，能够避免插杆32在运动过程中出现转动的情况，进而避免由于插杆32转动，而使插杆32的一端无法位于第二滑槽341内的情况出现。

参见图1和图4所示，固定头321为楔形，且凹环21的截面与固定头321形状匹配，将连接装置与销轴连接相比，楔形的固定头321可允许较高的对中误差，无需销轴连接中很高的销轴孔对中要求。此外，楔形的固定头321重载变形很难影响插杆32的拆卸，不会发生销轴或螺栓变形卡死的问题。此外，楔形的固定头321配合连接轴2的凹环21，能够大大降低插杆32的拔出力，可带载作业。无需解脱作业前借助外部设备，来降低或消除被连接的结构自重或外载荷。

参见图1和图4所示，连接轴2包括第一连接轴22和第二连接轴23，第一连接轴22直径小于第二连接轴23直径，且第一连接轴22与容纳通道匹配，第一连接轴22上设有该凹环21，通过第一连接轴22的设置，能够在第一连接轴22位于容纳通道内时，第二连接轴23起到限位的作用，使第一连接轴22每次***容纳通道内的位置相同，即保证第一连接轴22上的凹环21位于多个通孔的轴线上，有利于快速的完成系泊系统的连接功能。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。